Дослідники спостерігали незвичайний радіоактивний розпад.
Фізики вивчили результати бета-розпаду радіоактивних ізотопів кисню-13 з вісьмома протонами і п’ятьма нейтронами. У рідкісних випадках атом розпадається на чотири частинки: три ядра гелію (альфа-частинки) і протон.
Дослідники використовували для спостереження бета-розпаду циклотрон, встановлений в Техаському університеті A & M. У прискорювачі часток атоми кисню-13 розганяли до 10% швидкості світла і направляли в спеціальний детектор, заповнений вуглекислим газом.
Приблизно через 10 мс атоми кисню-13 розпадаються, випускаючи позитрон (античастинку електрона) і антинейтрино. Вивчаючи сліди, залишені в газі, фізики визначили частинки, які утворюються в результаті бета-розпаду. Аналіз показав, що один раз на 1200 розпадів в результаті формуються чотири частинки.
Дані спостереження радіоактивного розпаду на чотири частинки. Зображення: J. Bishop
Бета-розпад — це тип радіоактивного розпаду, обумовлений слабкою взаємодією. У цьому процесі протон перетворюється в нейтрон і випромінює частину отриманої енергії, випускаючи позитрон і антинейтрино. Після цього початкового бета-розпаду у ядра досить енергії, щоб випарити зайві частинки і стати більш стабільним.
Новий вид розпаду — перше спостереження трьох ядер гелію (альфа-частинок) і протона, що випускаються після бета-розпаду. Аналіз зібраних даних дозволить вченим поліпшити уявлення про процеси розпаду і властивості ядер вихідних атомів.