Учени наблюдаваха пряко три различни деформации в атомното ядро на олово-190 (190Pb) - едно значително постижение в областта на ядрената физика. Тези деформации, свързани с три различни форми - сферична, облитна (наподобяваща домат) и пролатна (подобна на диня) - съществуват едновременно близо до основното състояние. Откритията, публикувани в Communications Physics през януари 2025 г., станаха възможни благодарение на допълващи се експериментални техники и изискват по-добри теоретични модели.

Въпреки че съвместното съществуване на различни форми в атомното ядро е известно от повече от шест десетилетия, измерването на три едновременно съществуващи деформации остава трудно постижимо. Изследователският екип, ръководен от учени от Университета в Ювяскюла (Финландия) и Университета в Ливърпул (Великобритания), използва усъвършенствани техники за идентифициране на γ лъчите, излъчвани при релаксация на ядрените състояния, като ги свързва пряко с конкретни конфигурации на формата.

Тези измервания потвърдиха пролатичния характер на една възбудена лента, установиха, че най-ниско разположената лента е със сплескана форма (оспорвайки по-ранни изследвания, които предполагаха сферична конфигурация) и идентифицираха кандидат за първото сферично възбудено състояние.

„190Pbе едно от най-интригуващите ядра, които сме изучавали“, казва Адриан Монтес Плаза, изследовател с двойна докторска степен в Университета в Ливърпул и Университета в Юваскюла, който анализира данните. „То не само демонстрира множество съжителстващи форми, но нашите открития също така показват, че може да послужи като учебникарски пример за ядрени състояния с вълнови функции, които значително смесват приноси от всяка от тези форми.“

Тайните на 190Pb

Експериментите са проведени в Лабораторията за ускорители на Университета в Ювяскюла, където бяха използвани три съвременни техники за изследване на свойствата на 190Pb. Първата измерва γ-лъчите и конверсионните електрони, излъчвани непосредствено след синтеза му в производствената мишена.

Втората се фокусира върху γ лъчите, излъчени след деексцитация на метастабилно състояние. Третата техника определя времената на живот на възбудените ядрени състояния, използвайки ефекта на Доплер, като предоставя изключително важна информация за колективността на различните конфигурации.

„Комбинирането на множество експериментални техники се оказва мощен подход за изследване на редки ядрени явления“, обяснява старши изследователят Яне Пакаринен, автор на доклада. „Всеки метод предоставя допълнителна информация, което ни позволява да изградим по-добра представа за смесването на конфигурациите в 190Pb.“

Теоретични постижения чрез редки ядра

Изследването също така подчертава значението на редки ядра като 190Pb за напредъка на теоретичните модели. Съвместното съществуването на различни форми представлява значително предизвикателство за ядрената теория за точното описание на сложни квантови явления.

Резултатите от 190Pb осигуряват важен критерий за съвременните модели, предлагайки нови ограничения за усъвършенстване на разбирането ни за ядреното взаимодействие.

Изследването е публикувано в Communications Physics.

Източник: Phys.org