I primi risultati dell'esperimento AGATA presso i Laboratori N azionali di Legnaro (LNL) gettano nuova luce sul fenomeno “fusion hindrance” a energie molto basse. Questo effetto, ben noto per i nuclei di massa media, è ancora dibattuto per i nuclei leggeri, che sono di grande interesse per l'astrofisica.
Questi risultati sono stati appena pubblicati sulla rivista Physics Letters B. Comprendere come due nuclei atomici si fondano quando la loro energia diventa estremamente bassa è una sfida importante per la fisica nucleare. A queste energie, la probabilità di fusione diminuisce drasticamente, a volte molto più di quanto previsto dai modelli teorici. Questo fenomeno di hindrance alla fusione è ben noto per i nuclei di massa media, ma rimane dibattuto per i sistemi più leggeri, che tuttavia svolgono un ruolo chiave in astrofisica. Condotto nell'autunno del 2023 presso i LNL, l'esperimento si è concentrato sulla fusione del sistema ¹²C + ²⁸Si, misurata fino a energie ben al di sotto della barriera Coulombiana, dove le reazioni avven gono tra mite effetto tunnel quantistico.
Questo lavoro, coordinato dalla prof. ssa Giovanna Montagnoli e dal dr. Alberto Stefanini, è stato condotto nell’ambito di una collaborazione internazionale che comprende ricercatori dell'Università di Padova e dei LNL, utilizzando lo spettrometro gamma AGATA accoppiato a rivelatori al silicio segmentati DSSD, e un deflettore elettrostatico di fascio. Rilevando raggi gamma e particelle cariche in coincidenza, i ricercatori sono stati in grado di misurare probabilità di fusione estremamente basse, fino a poche decine di nanobarn, riducendo significativamente il rumore di fondo. Questi dati di alta precisione consentono di testare modelli teorici in un intervallo di energie ancora in gran parte inesplorato. I risultati mostrano chiaramente che a energie molto basse i modelli attualmente utilizzati sovrastimano la probabilità di fusione: si osserva una marcata riduzione, coerente con l'idea di un graduale annullamento degli effetti di ac coppiame nto tra i nuclei nella dinamica della fusione. Questo comportamento fa parte di una tendenza sistematica recentemente osservata per vari sistemi nucleari. Questo lavoro fornisce quindi dati sperimentali essenziali per perfezionare i modelli di fusione nucleare a energie molto basse e contribuisce in modo significativo a una migliore comprensione delle reazioni di fusione tra nuclei leggeri che si verificano negli ambienti astrofisici dove le temperature sono elevate ma le energie di collisione sono molto basse.