Nukleus halo

Dalam fizik nuklear, satu nukleus atom dinamakan sejenis nukleus halo atau dikatakan mempunyai halo nuklear sekiranya jejari atomnya lebih besar daripada yang diramalkan oleh model titisan cecair yang menganggap nukleus atom ialah satu sfera dengan kepadatan malar.

Bagi satu nukleus dengan nombor jisim A, jejari r bagi nukleus ialah (kira-kira)

$r=r_{\circ }A^{\frac {1}{3}},$

di mana $r_{\circ }$ ialah 1.2 fm.

Satu nukleus atom biasanya terdiri daripada sekumpulan proton dan neutron yang terikat rapat-rapat. Namun, bagi sesetengah isotop, ada terlalu banyak satu spesis nukleon dalam nukleusnya. Dalam sesetengah keadaan, satu teras nuklear dan halo akan terbentuk.

Selalunya, ciri ini boleh dikesan dalam ujian-ujian penyerakan yang menunjukkan nukleus itu lebih besar daripada nilai yang diramalkan. Biasanya keratan rentas nukleus (mengikut jejari klasik) adalah berkadaran dengan punca kuasa tiga jisimnya. Hubungan ini serupa dengan hubungan dalam sfera pejal.

Satu contoh nukleus halo ialah ¹¹Li yang mempunyai separuh hayat 8.6 ms. Ia mereput kepada ¹¹Be melalui pemancaran satu antineutrino dan elektron. Keratan rentasnya yang sepanjang 3.16 fm adalah hampir dengan keratan rentas dua nukleus yang lebih berat, ³²S dan, lebih mengkagumkan lagi, ²⁰⁸Pb. Ia mempunyai teras 3 proton dan 6 neutron, serta satu halo yang terdiri daripada 2 neutron yang bebas dan terikat secara longgar.

Nukleus yang mempunyai halo neutron termasuklah ¹¹Be dan ¹⁹C. Halo dua neutron dimiliki oleh ⁶He, ¹¹Li, ¹⁷B, ¹⁹B dan ²²C. Halo dua neutron berpecah kepada tiga bahagian dan dipanggil Borromean disebabkan tingkah laku ini. ⁸He dan ¹⁴Be kedua-duanya memiliki halo empat neutron.

Nukleus yang mempunyai halo proton termasuklah ⁸B dan ²⁶P. Halo dua proton dimiliki oleh ¹⁷Ne dan ²⁷S. Halo proton dijangkakan lebih jarang dan tidak stabil daripada halo neutron disebabkan daya tolakan oleh proton yang berlebihan.

Nukleus halo terbentuk di pinggir carta nuklid — di garis titis neutron dan garis titis proton — dan membentuk separuh hayat yang pendek yang diukur dalam milisaat. Nukleus-nukleus ini dikaji sejurus selepas pembentukannya dalam pancaran ion.

Pemastian uji kaji halo-halo nukleus adalah masih baru dan masih berjalan. Nukleus-nukleus calon lain dijangka akan muncul. Sesetengah nuklid mempunyai halo dalam keadaan teruja tetapi tidak dalam keadaan dasar.

Senarai isotop yang diketahui mempunyai halo nuklear

Nombor atom	Nama	Bil. isotop nuklear halo	Isotop nuklear halo
2	helium	2	helium-6 helium-8
3	litium	1	litium-11
4	berilium	2	berilium-11 berilium-14
5	boron	3	boron-8 boron-17 boron-19
6	karbon	2	karbon-19 karbon-22
10	neon	1	neon-17
15	fosforus	1	fosforus-26
16	sulfur	1	sulfur-27

Pautan luar

• http://arxiv.org/abs/0809.2607
• http://www.uni-mainz.de/eng/13031.php
• http://arxiv.org/abs/nucl-ex/0111001v2