Международная группа физиков-ядерщиков опровергла устоявшееся представление о форме атомного ядра свинца-208. Исследование, проведённое под руководством специалистов из Университета Суррея, показало, что ядро этого изотопа имеет слегка вытянутую форму, а не является идеально сферическим, как считалось ранее.
Свинец-208 известен как самое тяжёлое «дважды магическое» ядро и отличается исключительной стабильностью. Однако высокоточные измерения позволили установить его истинную форму.
Для проведения эксперимента учёные использовали современный гамма-спектрометр GRETINA в Аргоннской национальной лаборатории в США. Атомы свинца подвергались бомбардировке частицами, разогнанными до скорости, составляющей 10% от скорости света — это эквивалентно облёту Земли за одну секунду. В результате взаимодействия возникали характерные гамма-излучения, анализ которых позволил определить свойства возбуждённых квантовых состояний ядер свинца-208 и установить их форму.
«Нам удалось объединить четыре отдельных измерения с использованием самого чувствительного в мире оборудования для подобных исследований, что позволило сделать это сложное наблюдение. Увиденное нас удивило, убедительно демонстрируя, что свинец-208 не является сферическим, как можно было бы предположить», — пояснил доктор Джек Хендерсон, главный исследователь проекта из Школы математики и физики Университета Суррея.
Теоретики, включая специалистов из Группы ядерной теории Суррея, сейчас пересматривают модели, используемые для описания атомных ядер. Эксперименты указывают на то, что структура ядра гораздо сложнее, чем предполагалось ранее.
Профессор Пол Стивенсон, ведущий теоретик исследования, отметил: «Эти высокочувствительные эксперименты пролили новый свет на то, что, как мы думали, хорошо понимали. Одно из возможных объяснений заключается в том, что колебания ядра свинца-208 при возбуждении во время экспериментов менее регулярны, чем предполагалось ранее».
Это открытие бросает вызов фундаментальным принципам ядерной физики и открывает новые направления для исследований в области ядерной стабильности, астрофизики и квантовой механики.