Un núcleo borromeo es un núcleo atómico que comprende tres componentes ligados en el que cualquier subsistema de dos componentes está libre. [1] Esto tiene como consecuencia que si se elimina un componente, los dos restantes comprenden 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 enlazados en el que ningún par de anillos está enlazado. [2]
Muchos núcleos borromeos son núcleos ligeros cerca de las líneas de goteo nucleares que tienen un halo nuclear y una energía de enlace nuclear baja . Por ejemplo, los núcleos6Él,11Li, y22
do
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 no ligada a la emisión de un neutrón , mientras que el dineutrón (las partículas en el halo) es en sí mismo un sistema no ligado. [1] De manera similar,17
Nordeste
es un núcleo borromeo con un halo de dos protones; tanto el diprotón como16
F
no están ligados. [4]
Además,9Seres un núcleo borromeo que comprende dos partículas alfa y un neutrón; [3] la eliminación de cualquiera de los componentes produciría una de las resonancias no ligadas5Élo8Ser.
Varios núcleos borromeos como9Sery el estado de Hoyle (una resonancia excitada en12do) 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 compuestos por más de tres componentes, que también se encuentran a lo largo de las líneas de goteo, por ejemplo:8Ély14
Ser
son sistemas borromeos de cinco cuerpos con un halo de cuatro neutrones. [5] También es posible que los nucleidos producidos en el proceso alfa (como12
do
y16Oh) pueden ser grupos de partículas alfa, que tienen una estructura similar a 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; estos y otros núcleos más pesados no descubiertos a lo largo de la línea de goteo también es probable que sean núcleos borromeos con números variables (3, 5, 7 o más) de cuerpos. [5]