En 1978, los físicos bombardearon un blanco con un haz de iones y midieron la rapidez con la que estos se frenaban en la materia. Mediante el desplazamiento Doppler de los rayos gamma, calcularon la vida media de los estados excitados del núcleo. Para el hierro-58 obtuvieron un valor que no concordaba con los cálculos del modelo de capas nuclear.
Ahora, en un experimento de excitación coulombiana, haces de núcleos de hierro-56 y hierro-58 pasaron cerca de un blanco pesado. El campo eléctrico del blanco sacudía ligeramente los núcleos, llevándolos a estados de mayor energía. Al medir la radiación gamma emitida durante el retorno al estado fundamental, los físicos determinaron la probabilidad de transición entre niveles. Para el hierro-56, el resultado coincidió con los datos anteriores, pero para el hierro-58 resultó ser notablemente menor.
La revisión de los datos antiguos con los valores modernos de frenado elimina la contradicción. El núcleo de hierro-58, que parecía una excepción caprichosa, ahora sigue exactamente las predicciones del modelo de capas nuclear. Esto recuerda a una receta antigua con un error en la cantidad de sal: el plato parecía no tener buen sabor, pero tras corregirlo, todo encaja en su lugar.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.17414
The low-excitation states of atomic nuclei in the region around the $$N = Z = 28$$ shell closure are generally well described by the shell model. Most experimental observables in the iron isotopes $$^{56}$$Fe, $$^{58}$$Fe, and $$^{60}$$Fe ($$Z = 26$$; $$N=30$$, $$32$$, $$34$$) support a shell-model description. However, the lifetimes of the $$4_1^+$$ state in $$^{58}$$Fe in the literature result in a reduced transition strength that deviates markedly from shell-model predictions. There are three independent measurements, all in agreement and all based on the Doppler Shift Attenuation Method (DSAM) or Doppler-Broadened Line Shape method (DBLS). In this work, Coulomb-excitation measurements were performed on $$^{56}$$Fe and $$^{58}$$Fe beams to determine the ratios $$B(E2; 4_1^+ \to 2_1^+)/B(E2; 2_1^+ \to 0_1^+)$$. Thus, $$B(E2; 4_1^+ \to 2_1^+)$$ is determined relative to the known $$B(E2; 2_1^+ \to 0_1^+)$$ values. For $$^{56}$$Fe, $$B(E2; 4_1^+ \to 2_1^+) = 23(4)$$ W.u., agreeing with the adopted value. However, for $$^{58}$$Fe, the $$B(E2; 4_1^+ \to 2_1^+)$$ values obtained (for the various combinations of matrix element signs that could not be firmly established) are all significantly lower than the value derived from the previous lifetime measurements, and are in accord with shell-model calculations. The 1978 DSAM measurement of Bolotin et al., Nucl. Phys. A 311, 75 (1978), has been re-examined. The discrepancy between that measurement and the Coulomb-excitation measurement can be ascribed to the Lindhard-Scharff-Schi{\o}tt (LSS) electronic stopping powers adopted for the DSAM analysis, which considerably overestimate contemporary values. Evidently, lifetime measurements from that era that are based on LSS stopping powers should be used with caution. The revised lifetime data, incorporating current stopping powers, are compared with shell-model calculations.
El poder de frenado de la materia para los iones depende de su velocidad de manera similar a la resistencia del aire para un automóvil: a bajas velocidades las pérdidas son lineales, y a altas velocidades son cuadráticas, pero para los iones el panorama es más complejo debido a la recarga.