En 1978, des physiciens bombardaient une cible avec un faisceau d'ions et mesuraient la rapidité avec laquelle ceux-ci ralentissaient dans la matière. Grâce au décalage Doppler des rayons gamma, ils calculaient la durée de vie des états excités du noyau. Pour le fer-58, ils obtinrent une valeur qui ne concordait pas avec les calculs du modèle en couches du noyau.
Aujourd'hui, dans une expérience d'excitation coulombienne, des faisceaux de noyaux de fer-56 et de fer-58 passaient à proximité d'une cible lourde. Le champ électrique de la cible secouait légèrement les noyaux, les faisant passer à des états d'énergie plus élevés. En mesurant le rayonnement gamma émis lors du retour à l'état fondamental, les physiciens ont déterminé la probabilité de transition entre les niveaux. Pour le fer-56, le résultat a coïncidé avec les données précédentes, mais pour le fer-58, il s'est avéré nettement inférieur.
La révision des anciennes données avec des valeurs modernes de freinage élimine la contradiction. Le noyau de fer-58, qui semblait être une exception capricieuse, suit désormais précisément les prédictions du modèle en couches nucléaires. Cela rappelle la situation où une erreur de quantité de sel dans une vieille recette rendait le plat insipide — une fois corrigée, tout retombe en place.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais 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.
Le pouvoir d'arrêt d'une substance pour les ions dépend de leur vitesse à peu près comme la résistance de l'air pour une voiture : à basse vitesse, les pertes sont linéaires, et à haute vitesse, elles sont quadratiques, mais pour les ions, le tableau est plus complexe en raison de la recharge.