Misurato il ‘guscio’ di neutroni che avvolge il nucleo del piombo

Il nucleo degli atomi di piombo è avvolto da un ‘guscio’ di neutroni: a verificarne l’esistenza e misurarne lo spessore è stato l’esperimento Prex-II, all’interno del Jefferson Lab negli USA, che vede anche la partecipazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). I risultati pubblicati Physical Review Letters aiutano anche a comprendere meglio fenomeni astrofisici estremi come la fusione tra stelle di neutroni.

I nuclei atomici sono costituti da protoni (con una carica elettrica positiva) e neutroni (con una carica neutra) e il loro numero determina le proprietà dell’atomo. Gli elementi più pesanti, come il piombo, sono solitamente costituiti da un gran numero di neutroni, spesso superiore a quelli dei protoni, e fino a pochi anni fa rimaneva sconosciuti molti dettagli relativi alla loro disposizione. “La pelle di neutroni – ha spiegato Guido Maria Urciuoli, co-portavoce dell’esperimento Prex-II e ricercatore della sezione Infn di Roma – è determinata dall’equilibrio tra la tensione superficiale e la differenza tra i valori dell’energia di simmetria all’interno e alla superficie nel nucleo. Questa differenza è la cosiddetta ‘pressione di simmetria’, responsabile dello spostamento dei neutroni verso l’esterno del nucleo”. Il risultato della collaborazione Prex-II è di notevole importanza anche per l’astrofisica perché fornisce preziose indicazioni per comprendere meglio le caratteristiche delle stelle di neutroni, il cui raggio è determinato proprio dalla pressione di simmetria, responsabile della pelle di neutroni nei nuclei del piombo. La misura di questa grandezza fisica consentirà inoltre di descrivere con maggiore precisione anche le deformazioni a cui una stella di neutroni è soggetta per effetto del campo gravitazionale indotto da un’altra stella, nei fenomeni di fusione di questi corpi celesti.