Молекула как ускоритель: новый метод изучения атомных ядер

Учёные совершили прорыв в ядерной физике, предложив инновационный подход к исследованию внутренней структуры атомных ядер. Вместо гигантских ускорителей, занимающих километры, они используют отдельную молекулу как миниатюрный коллайдер. Этот метод кардинально меняет представления о том, как можно изучать мельчайшие составляющие материи.

Как работает молекулярный ускоритель

В основе метода лежит молекула монофторида радия, состоящая из атома радия и атома фтора. Исследователям удалось превратить её в уникальную лабораторию, где электроны атома радия выполняют роль зондов. Эти электроны на короткие мгновения проникают внутрь собственного ядра атома радия, что позволяет изучать его внутреннее устройство.

Ключевым достижением стало измерение тонкого энергетического сдвига электронов в молекуле. Этот сдвиг, хоть и небольшой, оказался статистически значимым и стал прямым свидетельством того, что электроны действительно взаимодействовали с содержимым ядра.

Обратите внимание: При помощи нового метода диагностики стало возможным на ранней стадии выявить риск развития шизофрении.

Перспективы для фундаментальной науки

Новая методика открывает путь к точному измерению магнитного распределения внутри ядра — то есть к пониманию того, как расположение протонов и нейтронов формирует его магнитные свойства. Это лишь первый шаг, но учёные уже планируют применить технику для детального изучения ядра радия.

Такие исследования могут пролить свет на одну из главных загадок современной космологии: почему во Вселенной наблюдается подавляющее преобладание обычной материи над антиматерией. Радий представляет особый интерес из-за уникальной грушевидной формы своего ядра. Эта асимметрия, в отличие от сферической формы ядер большинства элементов, может усиливать проявления нарушений фундаментальных физических симметрий, что, возможно, и скрывает ключ к разгадке исчезновения антиматерии.

Преодоление технических сложностей

Работа с радием сопряжена с серьёзными трудностями: этот элемент радиоактивен, имеет короткий период полураспада и производится в крайне малых количествах. Однако чувствительность нового метода настолько высока, что позволяет проводить измерения даже в таких условиях.

Учёные поясняют, что молекула создаёт для электронов атома радия чрезвычайно мощное внутреннее электрическое поле. По сути, она действует как гигантский ускоритель частиц в микроскопическом масштабе, многократно повышая вероятность успешного исследования ядра. Эксперимент подтвердил, что физики действительно могут «заглянуть» внутрь атомного ядра, открывая новые горизонты для поиска ответов на фундаментальные вопросы мироздания.

Исследование опубликовано в журнале Science.

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Физики разработали принципиально новый метод изучения внутреннего строения атомных ядер, используя отдельную молекулу в качестве миниатюрного ускорителя частиц.