Un núcleo borromeo es un núcleo atómico que comprende tres componentes unidos en el que cualquier subsistema de dos componentes está libre. [1] Esto tiene la consecuencia de que si se elimina un componente, los dos restantes forman una resonancia libre , de modo que el núcleo original se divide en tres partes. [2]
El nombre se deriva de los anillos borromeos , un sistema de tres anillos unidos en el que ningún par de anillos está unido. [2]
Muchos núcleos borromeos son núcleos ligeros cerca de las líneas de goteo nucleares que tienen un halo nuclear y baja energía de enlace nuclear . Por ejemplo, los núcleos6Él,11li, y22
C
cada uno posee un halo de dos neutrones que rodea un núcleo que contiene los nucleones restantes. [2] [3] Estos son núcleos borromeos porque la eliminación de cualquiera de los neutrones del halo dará como resultado una resonancia independiente de la emisión de un neutrón , mientras que el dineutrón (las partículas en el halo) es en sí mismo un sistema libre. [1] De manera similar,17
Nordeste
es un núcleo borromeo con un halo de dos protones; tanto el diprotón comodieciséis
F
están sin consolidar. [4]
Además,9Seres un núcleo borromeo que comprende dos partículas alfa y un neutrón; [3] la eliminación de cualquier componente produciría una de las resonancias libres5Élo8Ser.
Varios núcleos borromeos como9Sery el estado de Hoyle (una resonancia excitada en12C) desempeñan un papel importante en la astrofísica nuclear . Es decir, se trata de sistemas de tres cuerpos cuyos componentes no unidos (formados a partir de4Él) son pasos intermedios en el proceso triple alfa ; esto limita la tasa de producción de elementos más pesados, ya que tres cuerpos deben reaccionar casi simultáneamente. [3]
También pueden existir núcleos borromeos que constan de más de tres componentes. Estos también se encuentran a lo largo de las líneas de goteo; por ejemplo,8ÉlEs un sistema borromeo de cinco cuerpos con un halo de cuatro neutrones. [5] También es posible que los nucleidos producidos en el proceso alfa (como12
C
ydieciséis
oh
) pueden ser grupos de partículas alfa, que tienen una estructura similar a la de los núcleos borromeos. [2]
En 2012 [update], el núcleo borromeo más pesado conocido era29
F
. [6] Desde entonces se han observado especies más pesadas a lo largo de la línea de goteo de neutrones; Es probable que estos y los núcleos más pesados no descubiertos a lo largo de la línea de goteo también sean núcleos borromeos con números variables (3, 5, 7 o más) de cuerpos. [5]