Тридцать лет ожидания: учёные открыли ядро, которое изменит физику

В области ядерной физики произошло событие, которое не случалось уже более трёх десятилетий.

Команда исследователей из Университета Ювяскюля в Финляндии впервые измерила характеристики самого тяжёлого ядра, распадающегося с испусканием протонов — редчайшего радиоактивного процесса, который позволяет глубже понять пределы существования материи. Это достижение стало значимым шагом вперёд для мировой науки, ведь последний раз подобное открытие было зафиксировано ещё в 1996 году.

Центральным объектом исследования стал изотоп астат-188, который состоит из 85 протонов и 103 нейтронов и является самым лёгким представителем своего элемента. Руководитель проекта, аспирантка университета, отметила, что испускание протонов — это необычная форма радиоактивного распада, при которой ядро выбрасывает протон, стремясь достичь более устойчивого состояния.

Обнаружение таких нестабильных ядер представляет собой сложную задачу, так как они существуют лишь доли секунды и могут быть созданы в минимальных количествах, что требует использования высокоточного оборудования.

Для создания астат-188 учёные применили метод слияния-испарения, обстреливая мишень из природного серебра пучком ионов стронция-84.

Благодаря специальному сепаратору, известному как Риту, удалось выделить и идентифицировать новый изотоп среди множества продуктов реакции. Последующий анализ данных выявил неожиданную особенность: ядро астат-188 имеет не сферическую, а вытянутую форму, напоминающую удлинённый арбуз. Эта необычная структура предоставляет важные сведения о строении ядер и силах, обеспечивающих их стабильность.

Полученные данные указывают на изменения в энергии связи протона, что может свидетельствовать о ранее неизвестных взаимодействиях внутри тяжёлых ядер. Это открытие имеет потенциал расширить понимание ядерной стабильности и усовершенствовать теоретические модели, описывающие поведение материи в экстремальных условиях.

Руководитель исследования также упомянула, что ранее, в рамках своей магистерской работы, ей уже удалось обнаружить изотоп астат-190. Она подчеркнула, что возможность дважды внести вклад в столь значимые научные события является редкой и вдохновляющей.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, стали итогом международного сотрудничества, в котором приняли участие специалисты по теоретической ядерной физике.

Это достижение не только углубляет знания о редких ядрах, но и предоставляет важные данные для улучшения моделей, описывающих материю в экстремальных состояниях. Открытие демонстрирует, как упорство и инновационные подходы продолжают раздвигать границы научного познания, открывая новые горизонты в изучении фундаментальных основ мироздания.

Уточнения

Изото́пы — разновидности атомов (и ядер) химического элемента, имеющие одинаковый атомный номер, но разные массовые числа.