Физики разработали инновационный метод изучения атомных ядер с использованием молекулы в качестве микроскопического ускорителя элементарных частиц. Ранее для подобных экспериментов применялись синхротроны длиной несколько километров, которые разгоняли электроны до высоких энергий для последующего столкновения с ядрами. Новое решение представляет собой значительное улучшение, обеспечивая компактность и повышенную эффективность. В качестве основы микроскопического ускорителя был избран монофторид радия (RaF), являющийся молекулой, состоящей из атома радия и фтора.
В эксперименте электроны, принадлежащие атому радия, проникали в его ядро, выступая в роли зондирующих частиц. Это позволило точно измерить энергетические параметры электронов внутри молекулы и зафиксировать незначительные, но значимые изменения в энергетическом спектре, свидетельствующие о взаимодействии электронов с ядерным содержимым. Данный метод открывает новые перспективы для исследования распределения магнитных моментов в атомном ядре, а именно зависимости магнитных свойств от конфигурации протонов и нейтронов.
Этот подход является первым этапом серии экспериментов, направленных на комплексное изучение ядра радия. Полученные результаты могут значительно углубить понимание фундаментальных вопросов физики, включая асимметрию материи и антиматерии во Вселенной.
Радий представляет особый интерес из-за необычной формы своего ядра, имеющей грушевидную конфигурацию, что отличает его от сферических ядер других элементов. Такая конфигурация может усиливать проявление нарушений симметрий и предоставлять объяснения доминирования материи над антиматерией.
Несмотря на технические сложности, связанные с использованием радиоактивного радия, включая короткий период полураспада и ограниченное количество доступного материала, новый метод демонстрирует высокую чувствительность, что позволяет проводить необходимые измерения. Внутреннее электрическое поле молекулы эффективно ускоряет электроны, увеличив вероятность их взаимодействия с ядром.
Таким образом, ученым удалось доказать возможность неинвазивного изучения внутренней структуры атомного ядра, что представляет собой значительный прорыв в физике и открывает новые горизонты для дальнейших исследований, пишет источник.