Новое измерение формы ядра свинца-208 заставит физиков пересмотреть существующие модели атомных ядер.

Новости МирТесен

Международный научный коллектив выступил с опровержением распространенного мнения о том, что атомное ядро изотопа свинца-208 (²⁰⁸Pb) обладает идеально сферической конфигурацией. Данное наблюдение вызывает пересмотр базовых концепций структуры ядерных образований и влечет за собой значительные последствия для понимания процессов формирования наиболее тяжелых элементов в космическом пространстве.

Изотоп свинца-208 характеризуется высокой степенью стабильности, обусловленной его уникальной «дважды магической» структурой, которая предполагает наличие замкнутой протонной оболочки, состоящей из 82 частиц и 126 нейтронов в ядре. Этот элемент представляет собой наиболее массивное известное ядро подобного типа, отличающееся высокой стабильностью и представляющее значительный интерес для исследователей.

Международная команда ученых применила передовую экспериментальную методику для детального изучения конфигурации «дважды магического» изотопа и установила, что ядро свинца-208 не является идеально сферическим, а имеет слегка вытянутую форму, напоминающую мяч для регби (вытянутый сфероид). Результаты исследования опубликовано в журнале Physical Review Letters.

«Благодаря использованию самого передового в мире оборудования для проведения подобных исследований, нам удалось объединить четыре независимых измерения, что и обеспечило возможность проведения этого сложного наблюдения. Полученные данные оказались неожиданными и окончательно подтвердили, что ядро свинца-208 не является сферическим, вопреки распространенному мнению. Эти результаты противоречат заключениям, сделанным ранее нашими коллегами, работающими в области ядерной теории, и открывают новые возможности для будущих научных изысканий», — заявил доктор Джек Хендерсон ( Jack Henderson), главный автор исследования из Школы математики и физики Университета Суррея (Великобритания).

Основной инструмент исследования — гамма-спектрометр GRETINA в Национальной лаборатории Аргонн в Иллинойсе (США). Ученые обстреливали облучали атомы свинца пучками частиц, движущихся со скоростью, составляющей 10 процентов от скорости света. Энергия, передаваемая частицами ядру свинца при столкновениях, вызывала генерацию гамма-излучения. На основе полученных уникальных гамма-«отпечатков», отражающих свойства возбужденных квантовых состояний ядер свинца-208, ученые смогли определить форму этих ядер.

Согласно современным представлениям об атомном ядре, ученые изначально полагали, что ядро атома свинца-208 обладает сферической формой. Однако результаты проведенных экспериментов опровергли эту гипотезу. В связи с этим, теоретическим физикам необходимо будет внести коррективы в существующие модели, применяемые для изучения атомных ядер: эксперименты показывают, демонстрируют, что строение ядер значительно сложнее, чем предполагалось ранее.

«Существует вероятность того, что колебания ядра свинца-208, возникающие во время проведения экспериментов, характеризуются нерегулярностью, отличной от ожидаемой», — отмечает профессор Пол Стивенсон ( Paul Stevenson), ведущий исследователь, специализирующийся на данной области, из Университета Суррея.