Фізики точно виміряли форму ядра свинцю-208, і тепер їм доведеться переглянути моделі атомних ядер.

Ізотоп свинцю-208 є дуже стабільним завдяки своїй унікальній «подвійно магічній» структурі: він має замкнуту протонну оболонку з 82 частинками та 126 нейтронами в ядрі. Це найважче з відомих ядер такого типу, яке є дуже стабільним і цікавить вчених. 

Міжнародна група вчених використала високоточний експериментальний метод для вивчення форми «подвійно магічного» ізотопу та виявила, що ядро свинцю-208 не є ідеально сферичним, а трохи витягнутим, як м'яч для регбі (витягнутий сфероїд). Дослідження опубліковане в журналі Physical Review Letters.

«Нам вдалося об'єднати чотири незалежні вимірювання, використовуючи найчутливіше у світі обладнання для такого типу досліджень, що дозволило нам зробити це складне спостереження. Те, що ми побачили, здивувало нас, остаточно довівши, що свинець-208 не є сферичним, як можна було б наївно припустити. Ці результати прямо кидають виклик висновкам наших колег з ядерної теорії, відкриваючи захоплюючі перспективи для майбутніх досліджень», — сказав доктор Джек Хендерсон (Jack Henderson), головний автор дослідження з Школи математики та фізики Університету Суррея (Великобританія).

Основний інструмент дослідження — гамма-спектрометр GRETINA в Національній лабораторії Аргонн в Іллінойсі (США). Вчені обстрілювали атоми свинцю пучками високошвидкісних частинок, розігнаних до 10 відсотків швидкості світла. Столкнення частинок зі свинцем передавали ядру енергію з генерацією гамма-випромінювання. Вчені створили унікальні гамма-«відбитки» властивостей збуджених квантових станів ядер свинцю-208 і за ними визначили форму ядер.

На основі сучасних моделей атомного ядра вчені вважали, що ядро свинцю-208 має бути сферичним. За результатами експерименту дослідники можуть з упевненістю стверджувати, що це не так. Тепер теоретичним фізикам належить переглянути моделі, що використовуються для опису атомних ядер: експерименти показують, що структура ядер набагато складніша, ніж вважалося раніше.

«Одна з можливостей полягає в тому, що коливання ядра свинцю-208, збуджені під час експериментів, менш регулярні, ніж вважалося раніше», — говорить професор Пол Стівенсон (Paul Stevenson), провідний теоретик дослідження з Університету Суррея.