A caccia della forma del nucleo di carbonio-12

(credito: Lorenzo Fortunato)

L’esatta forma geometrica del nucleo dell’atomo che sta alla base di tutta la materia vivente, il Carbonio-12, è ancora largamente ignota. Il dibattito teorico ruota attorno al ruolo giocato dalle particelle alfa nel dare forma a questo nucleo: i sei protoni e sei neutroni che lo compongono sono sistemati in orbite sferiche o sono piuttosto raggruppati in particelle alfa (nuclei di elio-4), le quali formano una sorta di molecola nucleare? E qual è la geometria di questa molecola?
Nonostante vecchie misure di diffusione di elettroni e una caterva di reazioni nucleari ottenute in vari laboratori in tutto il mondo, che non possono discriminare su questo aspetto, la questione rimane aperta.

I raggruppamenti di particelle alfa giocano un ruolo decisivo nel processo di formazione di questo isotopo nelle stelle, il cosidetto processo triplo-alfa, che passa attraverso uno stato eccitato, detto di Hoyle, ma una solida evidenza di queste sottostrutture a grappoli nello stato fondamentale è ancora mancante.
Semplificando un po’, il problema, di natura fondamentale, è che non è chiaro se le tre particelle alfa siano arrangiate a forma di triangolo equilatero, in forma lineare o secondo una linea piegata, e questo fatto è cruciale per la determinazione della spettroscopia e della struttura a bande dei livelli energetici di questo nucleo di importanza essenziale.

Ora, Lorenzo Fortunato, Professore di Fisica Nucleare presso l’Università di Padova, propone di far incidere raggi gamma polarizzati linearmente su un campione e misurare il rapporto tra le intensità parallele e perpendicolari che vengono diffuse. Lo schema che se ne ottiene, una volta comparato con una lista di possibili schemi teorici che sono calcolati in un articolo pubblicato come Rapid Communication sulla prestigiosa rivista americana Physical Review C, e che è stato selezionato dalgi editori come “Editors’ Suggestion”, promette di risolvere il mistero.

Fonti e approfondimenti

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