O núcleo ata´mico éum osso duro de roer. A forte interação entre os pra³tons e os naªutrons que o compõem depende de muitas quantidades, e essaspartículas, conhecidas coletivamente como nucleons, estãosujeitas não apenas a forças de dois corpos, mas também de três corpos. Essas e outras caracteri­sticas tornam a modelagem tea³rica de núcleos ata´micos um empreendimento desafiador.

Nas últimas décadas, no entanto, ca¡lculos teóricos ab initio, que tentam descrever os núcleos a partir dos primeiros princa­pios, começam a mudar nossa compreensão dos núcleos. Esses ca¡lculos exigem menos suposições do que os modelos nucleares tradicionais e tem um poder preditivo mais forte. Dito isso, porque atéagora eles são podem ser usados ​​para prever as propriedades de núcleos atéuma certa massa atômica, eles nem sempre podem ser comparados com os chamados ca¡lculos DFT, que também são fundamentais e poderosos e existem hámais tempo. Tal comparação éessencial para construir um modelo nuclear que seja aplica¡vel em toda a linha.

Em um artigo publicado recentemente na Physical Review Letters , uma equipe internacional das instalações ISOLDE do CERN mostra como uma combinação única de dados experimentais de alta qualidade e vários ca¡lculos de física nuclear ab initio e DFT resultou em uma excelente concorda¢ncia entre os diferentes ca¡lculos, como bem como entre os dados e os ca¡lculos.

"Nosso estudo demonstra que a teoria nuclear de precisão dos primeiros princa­pios não émais um sonho", diz Stephan Malbrunot, do CERN, o primeiro autor do artigo. "Em nosso trabalho, os ca¡lculos concordam entre si, bem como com nossos dados ISOLDE sobre núcleos de na­quel, dentro de uma pequena incerteza tea³rica."

Usando um conjunto de manãtodos experimentais no ISOLDE, incluindo uma técnica para detectar a luz emitida por a¡tomos de vida curta quando a luz do laser incide sobre eles, Malbrunot e colegas determinaram os raios (de carga) de uma sanãrie de núcleos de na­quel de vida curta, que tem o mesmo número de pra³tons, 28, mas um número diferente de naªutrons. Esses 28 pra³tons preenchem uma camada completa dentro do núcleo, resultando em núcleos mais fortemente ligados e esta¡veis ​​do que seus vizinhos nucleares. Esses núcleos "ma¡gicos" são excelentes casos de teste para teorias nucleares e, em termos de raio, os núcleos de na­quel são os últimos núcleos ma¡gicos inexplorados que tem uma massa dentro da regia£o de massa na qual os ca¡lculos ab initio e DFT podem ser feitos.

Comparando os dados de raios ISOLDE com três ca¡lculos ab initio e um ca¡lculo DFT, os pesquisadores descobriram que os ca¡lculos concordam com os dados, bem como entre si, dentro de uma incerteza tea³rica de uma parte em cem.

"Um acordo com essenívelde precisão demonstra que eventualmente serápossí­vel construir um modelo aplica¡vel a todo o gra¡fico de núcleos", diz Malbrunot.