O núcleo do férmio-255 não é redondo. Uma experiência utilizando lasers mostra que ele possui uma forma nitidamente alongada, como um balão esticado.
O férmio é um elemento radioativo cujo núcleo contém 100 prótons. Seu isótopo férmio-255 é particularmente difícil de estudar. Sua meia-vida é de aproximadamente 20 horas. Isso significa que, após esse período, metade dos núcleos presentes em uma amostra se desintegrou.
Imagem ilustrativa gerada por IA de acordo com a descrição do férmio-255
Os pesquisadores não observaram diretamente a forma do núcleo. Eles estudaram a maneira como os átomos de férmio absorvem a luz. Foram utilizados dois comprimentos de onda muito próximos, em torno de 398 nm, na faixa violeta.
O núcleo influencia muito levemente os elétrons que o cercam. Essas interações produzem minúsculas diferenças no espectro luminoso do átomo. Ao medi-las com precisão, os pesquisadores podem obter informações sobre as propriedades do núcleo.
A experiência foi realizada com o separador de massas RISIKO, na Universidade Johannes Gutenberg de Mainz. Uma fonte de íons de alta resolução permitiu distinguir essas variações muito pequenas, chamadas de estrutura hiperfina.
As medições foram então comparadas a cálculos que descrevem os elétrons do férmio. Assim, os pesquisadores determinaram o momento magnético do núcleo e seu momento quadrupolar elétrico. Essa segunda grandeza permite, em particular, avaliar o quanto o núcleo se afasta de uma forma esférica.
O resultado mostra que o núcleo do férmio-255 é forte e permanentemente alongado ao longo de um eixo. Os físicos qualificam essa forma como « prolata ». Ela corresponde ao que era esperado para vários núcleos pesados vizinhos.
Por fim, os pesquisadores compararam suas medições com vários modelos de física nuclear. Esses modelos reproduzem, de modo geral, bem as propriedades observadas. O férmio-255 pode, assim, servir de referência para testar esses modelos e preparar futuras medições em elementos ainda mais pesados.