Οι φυσικοί ανακάλυψαν ένα παράξενο, βραχύβιο ισότοπο που επαναπροσδιορίζει όσα γνωρίζουμε για την ατομική διάσπαση: το αλουμίνιο-20. Αυτός ο εξαιρετικά ασταθής πυρήνας δεν διασπάται μόνο μία φορά – διασπάται σε μια τριπλή αλυσιδωτή αντίδραση πρωτονίων, ένα φαινόμενο που δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ πριν.
Το αλουμίνιο-20, που ανακαλύφθηκε από μια ομάδα της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών και διεθνείς συνεργάτες, βρίσκεται πολύ πέρα από τη «γραμμή σταγόνας πρωτονίων», που σημαίνει ότι είναι τόσο ασταθές που κυριολεκτικά εκτοξεύει πρωτόνια μόνο και μόνο για να συγκρατηθεί – μέχρι που δεν μπορεί πλέον.
Σε ένα πρωτοποριακό πείραμα στο Κέντρο Helmholtz GSI της Γερμανίας, οι επιστήμονες ανίχνευσαν το αλουμίνιο-20 χρησιμοποιώντας μια προηγμένη μέθοδο διάσπασης εν πτήσει. Παρατήρησαν τη σταδιακή διάλυσή του: πρώτα, εκπέμπεται ένα μόνο πρωτόνιο, δημιουργώντας μαγνήσιο-19. στη συνέχεια, το μαγνήσιο-19 καταρρέει απελευθερώνοντας δύο πρωτόνια ταυτόχρονα. Αυτή η αλληλουχία σηματοδοτεί το αλουμίνιο-20 ως το πρώτο γνωστό ισότοπο που εμφανίζει αυτή τη σπάνια διάσπαση τριών πρωτονίων. Ακόμα πιο ενδιαφέρον είναι ότι η μετρούμενη ενέργεια αυτής της διάσπασης αμφισβητεί τις προβλέψεις που βασίζονται στη συμμετρία του ισοσπίν, μια θεμελιώδη αρχή στην πυρηνική φυσική. Αυτό υποδηλώνει προηγουμένως άγνωστες δυνάμεις ή ασυμμετρίες που παίζουν ρόλο μέσα στους ατομικούς πυρήνες.
Με λιγότερα από 300 σταθερά νουκλίδια μεταξύ περισσότερων από 3.300 γνωστών, το αλουμίνιο-20 αποτελεί μέρος μιας μικρής αλλά κρίσιμης οικογένειας εξωτικών ατόμων που διευρύνουν τα όρια της πυρηνικής επιστήμης και εμβαθύνουν την κατανόησή μας για τα δομικά στοιχεία της ύλης.
X.-D. Xu et al, “Isospin Symmetry Breaking Disclosed in the Decay of Three-Proton Emitter 20Al”, Physical Review Letters (2025)
