Un nucleo con 85 protoni e 103 neutroni apre una finestra inattesa sulla struttura della materia. Identificato come 188At, è l’isotopo dell’astato più leggero finora osservato che, allo stesso tempo, risulta il più massiccio tra quelli che decadono emettendo protoni singoli.
La segnalazione arriva dal gruppo di fisica nucleare dell’ateneo finlandese di Jyväskylä, che vede in questo risultato un tassello utile per comprendere i limiti della stabilità nucleare e, per estensione, processi chiave nell’Universo. Lo studio è apparso su Nature Communications, a conferma della rilevanza del dato sperimentale.
Un elemento rarissimo: l’astato e i suoi isotopi
L’astato è presente sulla Terra solo come prodotto del decadimento di nuclei più pesanti, e rimane per tempi brevissimi. Tutti gli isotopi sono radioattivi, con emivite che vanno da ore a frazioni di secondo.
Per questo motivo, i nuclei di astato sono considerati esotici: hanno combinazioni insolite di protoni e neutroni, diventano instabili e decadono rapidamente. Si stima che nella crosta terrestre ce ne sia meno di 1 grammo in qualunque momento, condizione che rende complesso ogni tentativo di misurazione precisa e confronto teorico.
Decadimento a protoni: perché è così raro
Il nuovo 188At è stato generato tramite fusione-evaporazione, in cui due nuclei si scontrano, si fondono e, nel tentativo di raggiungere configurazioni più stabili, emettono particelle. Di norma i nuclei perdono energia tramite particelle alfa o con processi beta (elettroni o positroni). Qui, invece, si osserva l’emissione di un singolo protone, evento poco frequente nella radioattività naturale.
Come chiarito dalla prima autrice Henna Kokkonen, si tratta di un canale di decadimento in cui il nucleo espelle un protone per avvicinarsi alla stabilità, offrendo un banco di prova per modelli sensibili al legame del protone di valenza.
“Anguria”: forma e prossime misure
Per decifrare i dati, i ricercatori hanno impiegato un modello di fisica nucleare capace di descrivere struttura e meccanismi interni. L’analisi indica un sferoide prolato: un solido allungato, con distanza tra i poli maggiore del diametro equatoriale, una forma “ad anguria” che fotografa l’assetto del nucleo.
Le proprietà ricavate suggeriscono un cambio di tendenza nell’energia di legame del protone più esterno, probabilmente legato a un’interazione inedita nei nuclei pesanti. Il team prevede nuove osservazioni di 188At per definire meglio come nuclei così instabili si formino e decadano nel dettaglio.
