Uppsalaforskare fann ny grundstruktur i atomkärna

En av grundstenarna inom kärnfysiken är parbildningen mellan de protoner och neutroner som bygger upp kärnan. Denna parbildning sker normalt mellan lika partiklar, neutron-neutronpar och proton-protonpar, vilket ger egenskaper som liknar de som finns i supraledande material och supraflytande helium.
Men forskargruppen i kärnstrukturfysik vid Uppsala universitet kan nu, genom experiment, visa att den exotiska atomkärnan 92Pd bildar en ny typ av superfluid fas bestående av neutron-protonpar. Kärnstrukturfysikerna, verksamma vid institutionen för fysik och astronomi vid Uppsala universitet, har nyligen publicerat en artikel om upptäckten i den vetenskapliga tidskriften Nature.

- Vi har länge sökt efter belägg för denna typ av parkorrelationer mellan neutroner och protoner. Atomkärnan är unik och ett fantastiskt "laboratorium" för sådana studier. Resultatet bidrar till ökad förståelse för den starka kraft som binder partiklarna i atomkärnan  och därmed till utvecklingen av bättre och mer tillförlitliga kärnmodeller, säger  Johan Nyberg, professor i fysik.
Exotiska kärnor som 92Pd skapas troligen också i naturen.  Enligt teoretiska astrofysikaliska modeller kan de skapas i våldsamma stjärnexplosioner, det till exempel i en process som kan förekomma i dubbelstjärnesystem, där den ena stjärnan är en neutronstjärna och den andra en röd jätte. Ökad kunskap om dessa kärnors struktur bidrar till att förklara hur en del av våra grundämnen, med atomnummer från järn till tenn, har skapats.

Experimentet som ledde till upptäckten utfördes vid  acceleratorlaboratoriet Ganil, i Normandie i Frankrike. Gammastrålningen som detekterades mättes med hjälp av gammaspektrometern Exogam och neutronerna med neutrondetektorsystemet Neutron Wall, vilket till största del är finansierat av Vetenskapsrådet och för vilket Uppsalagruppen har huvudansvaret.
- Ett effektivt neutrondetektorsystem var avgörande för att experimentet skulle lyckas, säger Johan Nyberg.

I och med den aktuella upptäckten är kärnan 92Pd den tyngsta kärna med lika antal neutroner och protoner och med kända exciterade energinivåer.
Experimentet genomfördes i samarbete med forskare från flera andra
universitet och forskningsinstitutioner under ledning av professor Bo Cederwall vid KTH.


http://www.nature.com/nature/journal/v469/n7328/full/nature09644.html