Studiare i nuclei esotici per sfidare i limiti della Fisica

La Fisica Nucleare, che studia le proprietà dei nuclei, le reazioni tra di essi, nonché la loro formazione nel nostro universo, e' una delle branche della fisica di cui si ha la conoscenza più limitata.

In una news recente vi abbiamo raccontato dell'esperimento effettuato al CERN di Ginevra da A. Koszorus, in cui non sono state trovate evidenze che confermino che il nucleo di potassio-51 sia magico.

La fisica nucleare e' al giorno d'oggi in grado di calcolare con grande precisione le proprietà dei nuclei stabili, che presentano all'incirca lo stesso numero di protoni e neutroni. Tali nuclei sono presenti in natura con abbondanze relative maggiori. Tuttavia, quando si parla di nuclei esotici, radioattivi, ad esempio con un gran numero di neutroni e pochi protoni, le nostre conoscenze si assottigliano.

I nuclei esotici, difficilmente trovabili in natura, non possono essere quasi mai prodotti in esperimenti terrestri, ma si trovano solamente in condizioni astronomiche estreme. Uno degli obiettivi principali della fisica nucleare teorica e' quello di fornire metodi per poter predire e comprendere le proprietà' di questi nuclei. Il potassio-51 e' proprio uno di questi nuclei esotici, ed il risultato conseguito (o in un certo senso non conseguito) nel recente esperimento al CERN, pone grandi questioni ai fisici teorici per quanto riguarda il miglioramento sistematico delle loro teorie.

In particolare, come riporta Gianluca Colo', professore all'università Statale degli Studi di Milano, nel suo intervento su Nature Physics, le questioni sono fondamentalmente due:

• Come riuscire a costruire modelli efficaci per la descrizione della forza nucleare?
• Come risolvere un problema fisico in cui le particelle sono in numero elevato e presentano non solo interazioni a due a due, ma persino a tre a tre, a quattro a quattro, e cosi' via?

Mentre il secondo e' un problema comune anche di altri campi della fisica, come la fisica atomica, il primo problema e' specifico della Fisica Nucleare. Non conosciamo infatti una forma esatta ed universale della forza nucleare, e dobbiamo affidarci per questo motivo un gran numero di approssimazioni. La speranza e' che una collaborazione maggiore tra ricercatori sperimentali e teorici aiuti a migliorare la situazione in tal senso.