Відкриття незвичайної форми ядра ізотопу свинцю-208 ставить під сумнів усталені уявлення про ядерну фізику та відкриває нові горизонти для досліджень атомних структур.
Фізики з Університету Суррея провели експеримент з бомбардуванням атомних ядер свинцю-208 (208Pb) високоенергетичними частинками. Очікувалося, що ядро буде ідеально сферичним, однак результати показали його сплющену, косо-сфероїдальну форму. Це несподіване спостереження змушує науковців переглянути моделі ядерної структури.
Як зазначають дослідники, “ці результати свідчать про усереднену в часі пролатеральну деформацію системи” (Хендерсон та ін., 2025). 208Pb належить до групи так званих “подвійно магічних” ядер, які характеризуються винятковою стабільністю завдяки повністю заповненим протонним і нейтронним оболонкам. Вважається, що такі ядра є еталоном для ядерної фізики, що робить це відкриття ще більш значущим.
Дослідження проводилося із застосуванням гамма-спектрометра GRETINA в Аргонській національній лабораторії (США). Чотири незалежні вимірювання квантових станів ядра 208Pb дозволили встановити його деформовану форму.
Процес експерименту передбачав бомбардування свинцевих ядер частинками, що рухалися зі швидкістю близько 30 000 км/с. Це призводило до збудження квантових станів ядра, аналіз яких дозволив оцінити його форму. Таке відкриття вимагає перегляду теоретичних уявлень про структуру важких атомних ядер.
Науковці відзначають, що навіть після десятиліть вивчення ядра 208Pb залишаються загадкою. “Те, що ми побачили, здивувало нас, переконливо продемонструвавши, що свинець-208 не є сферичним, як можна було б наївно припустити”, – коментує Хендерсон. Це означає, що механізми ядерної взаємодії є складнішими, ніж вважалося раніше.
Пол Стівенсон, фізик з Університету Суррея, зазначає: “Ці високочутливі експерименти пролили нове світло на те, що ми вважали дуже добре зрозумілим, і поставили перед нами новий виклик – зрозуміти причини цього”. Одним із можливих пояснень є нерегулярність коливань ядра під час його збудження. Це припущення потребує подальшої перевірки та вдосконалення сучасних теорій.
Отримані результати можуть мати значні наслідки для розуміння процесів, що відбуваються в надрах зірок під час утворення важких елементів. Нові дослідження в цьому напрямку допоможуть розкрити ще більше загадок квантової структури матерії.