Впервые за тридцать лет ученые измерили самое тяжелое атомное ядро, распадающееся с испусканием протона. Последний подобный прорыв случился еще в 1996 году.

Радиоактивный распад ядер — основа ядерной физики с момента ее зарождения. Но теперь в ускорительной лаборатории Университета Йювяскюля (Финляндия) зафиксировали рекордно тяжелое ядро, которое теряет протон, чтобы стать стабильнее.

Результаты опубликованы в издании Nature Communications.

Это редкий тип распада, — объясняет аспирантка Хенна Кокконен. — Представьте, что ядро — как перегруженный чемодан, и чтобы не разорваться, оно выкидывает лишнее.

Новый изотоп — астат-188 (85 протонов, 103 нейтрона) — самый легкий из известных вариантов астата. Такие экзотические ядра живут доли секунды и рождаются в ничтожных количествах, поэтому их изучение требует ювелирной точности.

Ученые получили астат-188, бомбардируя серебро ионами стронция-84, а затем поймали его в детекторе сепаратора RITU.

Но главное — не просто открытие, а то, что оно перевернуло представления о форме тяжелых ядер.

Теоретическая модель показала: это ядро похоже на вытянутый арбуз. А его свойства намекают на странное поведение протонов, которое раньше не наблюдали у тяжелых элементов.

Это исследование — продолжение магистерской работы Кокконен, где она открыла астат-190.

Такие открытия — большая редкость, — говорит она. — Приятно осознавать, что твоя работа меняет учебники по физике.

Польза исследования

• Расширение карты ядер — каждый новый изотоп уточняет границы «островов стабильности», помогая предсказывать свойства еще не открытых элементов.
• Тест для теорий — аномалии в поведении протонов могут указать на пробелы в современных моделях ядерных сил.
• Технологический след — методы, разработанные для таких экспериментов, часто находят применение в медицине (например, в лучевой терапии).

Эксперимент впечатляет, но выводы о «тренде изменения энергии» пока строятся на единичном случае. Чтобы подтвердить гипотезу, нужно обнаружить аналогичные изотопы соседних элементов (полония, франция). Без этого рано говорить о новом физическом эффекте.

Ранее ученые обнаружили несколько новых атомных структур в металлических стеклах.