La carte nucléaire est un moyen de cartographier différents types de noyaux atomiques en fonction de leur nombre de protons et de neutrons, et les « lignes d’égouttement » peuvent être considérées comme les limites ou les bords de cette carte. Des chercheurs de l’Université du Surrey et de l’Université de Zagreb ont découvert que ces lignes de goutte-à-goutte, qui définissent le nombre maximum de protons et de neutrons dans un noyau, changent dynamiquement avec la température.

Les résultats remettent en question l’idée selon laquelle les lignes d’égouttement et le nombre de noyaux liés ne sont pas sensibles à la température.

Le Dr Esra Yuksel, co-auteur de l’étude de l’Université de Surrey, affirme que la communauté des physiciens doit comprendre les limites du diagramme nucléaire. Dit-elle:

“Étant donné que les noyaux participant à la plupart des processus de l’univers sont chauds, il est essentiel de comprendre combien de protons et de neutrons se lient dans des environnements extrêmes. Notre objectif est de déterminer quels noyaux peuvent contribuer aux réactions et processus nucléaires, en particulier dans des environnements stellaires extrêmement chauds. tels que les supernovae et les fusions d’étoiles à neutrons. Ces environnements extrêmement chauds sont ceux où sont produits la plupart des éléments chimiques plus lourds que le fer. Jusqu’à notre étude, nous ne savions pas grand-chose de ces « lignes d’égouttement » (limites) à des températures mesurées en milliards de degré Celsius.”

L’étude, publiée dans Communications naturelles, ont découvert que l’augmentation des températures modifie considérablement les limites de la carte nucléaire. La découverte montre qu’il existe plus de noyaux dans les lignes d’égouttement pour les noyaux chauds que pour les noyaux froids.

Les chercheurs du Surrey et de Zagreb ont utilisé des calculs théoriques pour prédire les propriétés nucléaires et les lignes d’égouttement à des températures allant jusqu’à 20 milliards de degrés Celsius. Ils ont découvert qu’à des températures allant jusqu’à 10 milliards de degrés Celsius, les lignes d’égouttement et le nombre de noyaux liés avaient déjà commencé à changer. À des températures plus élevées, les effets de coquille disparaissent et ces changements deviennent plus visibles.

Le Dr Yuksel conclut :

“Nos travaux démontrent que les lignes d’égouttement nucléaires doivent être considérées comme des limites évolutives qui changent dynamiquement avec la température. Avant cette recherche, les lignes d’égouttement nucléaires à des températures finies étaient inconnues et les connaissances sur les noyaux dans les environnements stellaires chauds étaient limitées puisque la plupart des études théoriques et expérimentales sont limités à des températures nulles uniquement.

“Ces nouvelles connaissances nous aident à comprendre comment la température modifie la stabilité et la structure des noyaux atomiques. Ces connaissances sont importantes non seulement pour la physique nucléaire, mais également pour comprendre la modélisation d’événements astrophysiques extrêmes, tels que les fusions d’étoiles à neutrons et les supernovae avec effondrement du cœur. “