Международная команда физиков во главе с исследователями из Университета Суррея (Великобритания) совершила прорывное открытие, переворачивающее десятилетия устоявшихся представлений. Оказалось, что атомное ядро свинца-208 (²⁰⁸Pb), одного из самых тяжелых и стабильных изотопов во Вселенной, имеет не идеально сферическую форму, как считалось ранее, а вытянутую, напоминающую мяч для регби или овал.
Загадка «дважды магического» ядра
Свинец-208 долгое время служил эталоном в ядерной физике благодаря своей уникальной стабильности. Его ядро называют «дважды магическим»: количество протонов (82) и нейтронов (126) соответствует так называемым «магическим числам», которые обеспечивают особую прочность и сферическую симметрию. Именно на этой модели строились многие теоретические расчеты.
Эксперимент с гамма-лучами
Чтобы проверить эти предположения, ученые провели серию высокоточных экспериментов в Аргоннской национальной лаборатории (США). Они использовали передовой гамма-спектрометр GRETINA, облучая атомы свинца пучками частиц, разогнанных до 10% скорости света. Анализ испускаемых при этом гамма-лучей позволил заглянуть внутрь возбужденных ядер и изучить их структуру с беспрецедентной детализацией.
«Мы смогли провести это исследование, используя самое чувствительное оборудование в мире, чтобы объединить четыре независимых измерения. Мы были удивлены тем, что увидели: ядра свинца-208 не такие сферические, как можно было бы ожидать», — прокомментировал доктор Джек Хендерсон, ведущий автор работы из Университета Суррея.
Обратите внимание: Японцы хотят уничтожать космический мусор с помощью плазменной пушки.
Вызов для теоретиков
Обнаруженная деформация ставит под сомнение существующие теоретические модели, описывающие структуру атомных ядер. Профессор Пол Стивенсон, ведущий теоретик исследования, предположил, что неожиданная форма может быть связана со сложными внутренними колебаниями, возникающими при возбуждении ядра. «Эти высокочувствительные эксперименты проливают новый свет на вещи, которые, как мы думали, мы хорошо знаем. Теперь задача состоит в том, чтобы выяснить, почему ядро ведет себя именно так», — отметил он.
Значение открытия
Это открытие имеет далеко идущие последствия не только для фундаментальной ядерной физики, но и для смежных областей — квантовой механики и астрофизики. Понимание истинной формы и поведения тяжелых ядер, подобных свинцу-208, критически важно для моделей, объясняющих процессы нуклеосинтеза — образования химических элементов в недрах звезд и при взрывах сверхновых.
Исследование, озаглавленное «Деформация и коллективность в бинарном магическом ядре ²⁰⁸Pb», было опубликовано в авторитетном журнале Physical Review Letters 14 февраля 2025 года.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.