Um novo marco na física nuclear foi alcançado com a observação direta de três deformações diferentes no núcleo atômico do chumbo-190 ( 190 Pb). Essas deformações, associadas a três formas distintas — esférica, oblata (semelhante a um tomate) e prolata (semelhante a uma melancia) — existem simultaneamente perto do estado fundamental. As descobertas, publicadas na Communications Physics em janeiro de 2025, foram possíveis por técnicas experimentais complementares e exigem melhores modelos teóricos.

Embora a coexistência de diferentes formas no núcleo atômico seja conhecida há mais de seis décadas, a medição de três deformações coexistentes permaneceu elusiva. A equipe de pesquisa, liderada por cientistas da Universidade de Jyväskylä (Finlândia) e da Universidade de Liverpool (Reino Unido), usou técnicas avançadas para identificar raios emitidos no relaxamento de estados nucleares, ligando-os diretamente a configurações de forma específicas.

Essas medições confirmaram a natureza prolata de uma banda excitada, reatribuíram a banda mais baixa a uma forma oblata (desafiando estudos anteriores que sugeriam uma configuração esférica) e identificaram um candidato para o primeiro estado excitado esférico.

" 190 Pb é um dos núcleos mais intrigantes que estudamos", diz Adrian Montes Plaza, pesquisador de doutorado duplo na Universidade de Liverpool e na Universidade de Jyväskylä, que analisou os dados. "Ele não apenas mostra múltiplas formas coexistentes, mas nossas descobertas também sugerem que ele pode servir como um exemplo clássico de estados nucleares com funções de onda que misturam significativamente as contribuições de cada uma dessas formas."

Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Aceleradores da Universidade de Jyväskylä, onde três técnicas avançadas foram usadas para estudar as propriedades do 190 Pb. A primeira mediu raios e elétrons de conversão emitidos imediatamente após sua síntese no alvo de produção.

A segunda focou nos raios ? emitidos após a desexcitação de um estado metaestável. A terceira técnica determinou os tempos de vida de estados nucleares excitados explorando o efeito Doppler, fornecendo insights cruciais sobre a coletividade de diferentes configurações.

"Combinar múltiplas técnicas experimentais está se mostrando uma abordagem poderosa para explorar fenômenos nucleares raros", explica o pesquisador sênior Janne Pakarinen, o autor correspondente. "Cada método fornece informações complementares, permitindo-nos construir uma imagem melhor da configuração da mistura em 190 Pb."

O estudo também destaca a importância de núcleos raros como 190 Pb no avanço de modelos teóricos . A coexistência de formas apresenta um desafio significativo para a teoria nuclear descrever com precisão fenômenos quânticos complexos.

Os resultados de 190 Pb fornecem uma referência importante para modelos de última geração, oferecendo novas restrições para refinar nossa compreensão da interação nuclear.