Nuclei esotici

nuclei esotici

Nuclei che si trovano lontano dalla valle di stabilità e nei quali, quindi, l’equilibrio delle forze nucleari e il bilanciamento tra protoni e neutroni (ossia l’isospin) è in notevole eccesso (o difetto) rispetto ai nuclei stabili. A essi corrisponde, quindi, o un eccessivo numero di neutroni (nuclei ricchi di neutroni) o un eccessivo numero di protoni (nuclei ricchi di protoni). Questi nuclei, ovviamente, sono prodotti artificialmente tramite reazioni nucleari (in particolare ioni pesanti) sufficienti a creare sistemi con protoni o neutroni fortemente sbilanciati. Essi, quindi, tendono a trasformarsi, attraverso decadimenti radioattivi, in nuclei più vicini alla valle di stabilità, al fine di aggiustare tale bilanciamento. I nuclei esotici si trovano pertanto ai bordi estremi della valle di stabilità e giacciono vicino o lungo le cosiddette drip lines (letteralmente linee di sgocciolamento, per indicare che da lì in poi un nucleone può ‘sgocciolare’ fuori dal nucleo; si può tradurre anche con linee di confine), che segnano i limiti del numero di protoni o neutroni che un nucleo può ancora contenere prima di separarsene. A tutt’oggi sono state sperimentalmente raggiunte le drip lines di protone fino a Z=12, mentre per quelle di neutrone non se ne conosce ancora il limite accessibile (massimo numero di neutroni possibile). Va aggiunto il fatto che, per nuclei con Z>60 vi sono altre forme di radioattività, come il decadimento α o la fissione; processi anche questi che, per i nuclei più pesanti, pongono dei limiti al numero massimo di neutroni e protoni che un nucleo può contenere. A questi limiti si pongono i nuclei superpesanti (al di là dei transuranici), oggi raggiungibili con reazioni da ioni pesanti che, ovviamente, sono radioattivi e possono essere considerati come un’altra specie di nuclei esotici. È noto che le strutture dei nuclei corrispondenti a certi ‘numeri magici’ di protoni e/o di neutroni godono di particolare stabilità relativamente ai nuclei vicini. I nuclei esotici, quindi, hanno valori di Z e N molto diversi da quelli ‘magici’. Tuttavia l’allontanamento dalle situazioni ordinarie implica altresì un cambiamento di struttura tale da modificare la stessa descrizione modellistica ordinaria dei nuclei atomici.

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