Eksperymenty w tej sprawie zostały zorganizowane przez przedstawicieli Uniwersytetu w Jyväskylä. W ich ramach członkowie zespołu badawczego zmierzyli masy atomowe radioaktywnych izotopów lantanu. Właśnie w taki sposób zidentyfikowali coś niespodziewanego w zakresie energii wiązania jądrowego. O szczegółowych ustaleniach piszą w publikacji, która trafiła na łamy Physical Review Letters.
Czytaj też: Radioaktywne odpady znikną na tysiące lat. Szwedzi budują gigantyczne składowisko
Wspomniane energie są ważne pod kątem tworzenia modeli dotyczących pochodzenia ciężkich pierwiastków w przestrzeni kosmicznej. Naukowcy mają w tym zakresie liczne teorie i wyznaczone ramy, w ramach których zachodziło powstawanie poszczególnych pierwiastków. Nowy rozdział w badaniach powstał dzięki wykorzystaniu urządzenia IGISOL (Ion Guide Isotope Separation On-Line).
Z jego udziałem udało im się wytworzyć krótkotrwałe, bogate w neutrony izotopy lantanu. Później przeprowadzili dokładne pomiary masy, co dotychczas pozostawało wielkim wyzwaniem ze względu na szybki rozpad tych izotopów. Kluczową rolę pod tym względem odegrał rezonans cyklotronowy jonów z obrazowaniem fazowym. W oparciu o pomiary masy izotopów lantanu udało się określić masy dwóch najbardziej egzotycznych izotopów, czyli lantanu-152 i lantanu-153, które nigdy wcześniej nie zostały objęte takim sukcesem.
Precyzyjne pomiary poświęcone radioaktywnym izotopom wykazały występowanie pewnej anomalii w przypadku tych form lantanu
Kolejny etap eksperymentów polegał na określeniu tzw. energii separacji neutronów. Wskaźnik ten dotyczy ilości energii potrzebnej do usunięcia jednego neutronu z jądra danego izotopu. To z kolei istotna informacja w przypadku obliczeń poświęconych procesowi r, który polega na wychwycie prędkich neutronów przez nuklidy. Ma on miejsce pod koniec istnienia gwiazd, na przykład w czasie ich eksplozji w formie supernowych czy też fuzji gwiazd neutronowych.
Czytaj też: Fizycy o krok od stworzenia najcięższego pierwiastka. Konsekwencje będą ogromne
Określając energie rozdzielenia dwóch neutronów izotopów lantanu fińscy naukowcy zaobserwowali wyraźny i lokalny wzrost występujący w momencie, gdy liczba neutronów wzrasta z 92 do 93. To o tyle zaskakujące, iż żaden z obecnie stosowanych modeli dotyczących masy jądrowej nie obejmował takiego fenomenu. W myśl jednego z proponowanych scenariuszy opisywana anomalia stanowi pokłosie nagłej zmiany struktury jądrowej obu izotopów, choć w celu uzyskania konkretnych odpowiedzi potrzeba będzie zastosowania dodatkowych metod, takich jak spektroskopia laserowa lub jądrowa.