En física nuclear , un núcleo atómico se llama núcleo de halo o se dice que tiene un halo nuclear cuando tiene un núcleo rodeado por un "halo" de protones o neutrones en órbita, lo que hace que el radio del núcleo sea apreciablemente mayor que el predicho. por el modelo de gota de líquido . Los núcleos de halo se forman en los bordes extremos de la tabla de nucleidos (la línea de goteo de neutrones y la línea de goteo de protones ) y tienen vidas medias cortas, medidas en milisegundos. Estos núcleos se estudian poco después de su formación en un haz de iones .
Normalmente, un núcleo atómico es un grupo estrechamente unido de protones y neutrones. Sin embargo, en algunos nucleidos hay un exceso de una especie de nucleón. En algunos de estos casos se formará un núcleo nuclear y un halo.
A menudo, esta propiedad puede detectarse en experimentos de dispersión, que muestran que el núcleo es mucho más grande que el valor esperado. Normalmente, la sección transversal (correspondiente al radio clásico) del núcleo es proporcional a la raíz cúbica de su masa, como sería el caso de una esfera de densidad constante. Específicamente, para un núcleo de número másico A , el radio r es (aproximadamente)
donde es 1,2 fm .
Un ejemplo de núcleo de halo es el 11 Li , que tiene una vida media de 8,6 ms. Contiene un núcleo de 3 protones y 6 neutrones, y un halo de dos neutrones independientes y débilmente unidos. Se desintegra en 11 Be mediante la emisión de un antineutrino y un electrón. [1] Su radio de masa de 3,16 fm es cercano al de 32 S o, aún más impresionante, al de 208 Pb , ambos núcleos mucho más pesados. [2]
La confirmación experimental de los halos nucleares es reciente y está en curso. Se sospecha de otros candidatos. Se calcula que varios nucleidos, incluidos 9 B, 13 N y 15 N, tienen un halo en el estado excitado pero no en el estado fundamental . [3]
Los núcleos que tienen un halo de neutrones incluyen 11 Be [4] y 19 C. 6 He , 11 Li , 17 B , 19 B y 22 C exhiben un halo de dos neutrones .
Los núcleos del halo de dos neutrones se rompen en tres fragmentos y se denominan borromeos debido a este comportamiento, de forma análoga a cómo los tres anillos borromeos están unidos entre sí pero ninguno de ellos comparte un vínculo. Por ejemplo, el núcleo del halo de dos neutrones 6 He (que puede considerarse como un sistema de tres cuerpos formado por una partícula alfa y dos neutrones) está unido, pero ni el 5 He ni el dineutrón lo están. 8 He y 14 Be exhiben un halo de cuatro neutrones.
Los núcleos que tienen un halo de protones incluyen 8 B y 26 P. 17 Ne y 27 S exhiben un halo de dos protones . Se espera que los halos de protones sean más raros e inestables que los halos de neutrones debido a las fuerzas repulsivas del exceso de protones.
Las mediciones revelaron que la distancia promedio entre los neutrones del halo y el núcleo denso del núcleo [Be-11] es de 7 femtómetros. Por lo tanto, el neutrón del halo está aproximadamente tres veces más lejos del núcleo denso que el protón más externo, ya que el propio núcleo tiene un radio de sólo 2,5 femtómetros.
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