Ilmuwan Temukan Aluminium-20, Isotop Baru dengan Peluruhan Tiga Proton yang Langka

PARA ilmuwan berhasil mengamati jenis inti atom baru yang belum pernah ditemukan sebelumnya: aluminium-20. Isotop eksotis ini mengalami peluruhan radioaktif langka dengan memancarkan tiga proton berturut-turut, membuka wawasan baru tentang perilaku inti atom di luar batas kestabilan.

Penemuan ini dilakukan tim peneliti dari Institute of Modern Physics (IMP) Chinese Academy of Sciences bekerja sama dengan ilmuwan Jerman. Temuan ini tidak hanya menambah satu isotop baru dalam tabel nuklir, tetapi juga mengungkap gejala simetri isospin yang rusak dan sifat kuantum tak terduga di dalam materi.

Peluruhan Unik di Luar “Proton Drip Line”

Dalam studi yang dipublikasikan di Physical Review Letters pada 10 Juli, para fisikawan untuk pertama kalinya berhasil melakukan spektroskopi terhadap aluminium-20. Isotop ini merupakan aluminium paling ringan yang pernah ditemukan, dengan tujuh neutron lebih sedikit dibanding aluminium stabil.

Baca juga : Ilmuwan Temukan Keterjeratan Kuantum dalam Proton, Mengungkap Fenomena Mengerikan dalam Fisika Partikel

Pengamatan dilakukan di Fragment Separator GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research, Jerman. Hasil analisis menunjukkan aluminium-20 pertama kali meluruh dengan memancarkan satu proton, menghasilkan magnesium-19. Lalu magnesium-19 itu meluruh lagi melalui dua-proton emission secara bersamaan.

Dengan kata lain, aluminium-20 menjadi isotop pertama yang terdeteksi sebagai tiga-proton emitter di mana produk peluruhannya juga merupakan inti yang tidak stabil dan meluruh lagi.

Petunjuk Rusaknya Simetri Isospin

Menariknya, energi peluruhan aluminium-20 lebih kecil dari prediksi teori berbasis simetri isospin. Hal ini mengindikasikan kemungkinan adanya pelanggaran simetri isospin antara aluminium-20 dan pasangan cerminnya, neon-20.

Baca juga : Rangkuman Bab 8 Buku IPA Kelas IX Semester 2

Perhitungan teoretis juga menunjukkan perbedaan pada spin-parity antara kedua inti tersebut, mendukung hipotesis bahwa aluminium-20 memiliki sifat kuantum unik dibanding isotop lain.

Langkah Maju dalam Studi Peluruhan Proton

Penelitian ini memperluas pemahaman ilmuwan mengenai fenomena peluruhan proton, khususnya pada inti yang berada jauh di luar batas kestabilan. Sejak dekade 1970-an, ilmuwan telah menemukan peluruhan satu proton, disusul dua proton pada awal abad ke-21. Dalam beberapa tahun terakhir, bahkan telah terdeteksi peluruhan tiga hingga lima proton, namun aluminium-20 menjadi kasus penting karena menunjukkan rangkaian peluruhan bertingkat yang langka.

Hingga kini, lebih dari 3.300 inti atom (nuklida) telah ditemukan, namun kurang dari 300 yang stabil. Sisanya bersifat radioaktif dan terus meluruh, membuka peluang bagi penemuan fenomena nuklir baru.

Penelitian ini merupakan kolaborasi IMP, GSI, Universitas Fudan, dan lebih dari selusin institusi lain, dengan dukungan program riset utama Tiongkok dan lembaga internasional. (Science Daily/Z-2)