Магия чисел и «остров инверсии». Физики впервые увидели, как фтор-25 «выплевывает» нейтрон
NewsMakerНаблюдение бета-задержанного нейтрона усиливает интерес к “магическим” числам в зоне острова инверсии.
Поймать момент, когда атомное ядро успевает не просто распасться, а еще и “выплюнуть” нейтрон, удается редко. Но именно это впервые получилось у команды на американском комплексе Facility for Rare Isotope Beams (FRIB): исследователи напрямую увидели бета-задержанное испускание нейтрона у фтора-25, крайне редкого и нестабильного изотопа, который живет считанные мгновения.
Эксперимент провели на установке FRIB Decay Station Initiator (FDSi), предназначенной для изучения распадов экзотических ядер. Ключевым стало то, что результаты не совпали с данными, опубликованными ранее, в том числе с реакционными измерениями 2020 года. Команда проверила свои расчеты и процедуры многократно и утверждает, что расхождение не похоже на случайную ошибку. Итоги работы опубликованы в журнале Physics Letters B.
Фтор-25 распадается по бета-каналу, превращаясь в неон-25. И уже дочернее ядро, неон-25, в некоторых случаях теряет нейтрон. Такой сценарий называется бета-задержанным испусканием нейтрона: сначала происходит бета-распад, а затем, с небольшой задержкой, ядро оказывается в настолько возбужденном состоянии, что “сбрасывает” нейтрон. Для фтора-25 это наблюдение сделано впервые именно экспериментально, а не на уровне теоретических ожиданий.
Интерес к этой области не случайный. В ядерной физике есть понятие “магических чисел” протонов и нейтронов: при определенных количествах частицы как бы заполняют энергетические оболочки внутри ядра, и оно становится заметно устойчивее. Но чем дальше ученые уходят в область сверхнестабильных ядер, тем чаще выясняется, что привычные правила работают не всегда или работают иначе, чем ожидалось. В 1970-х, например, при изучении редких изотопов лития и натрия обнаружили так называемый “остров инверсии”, участок таблицы нуклидов, где отдельные ядра оказываются неожиданно “живучими” на фоне своих крайне короткоживущих соседей.
Поймать момент, когда атомное ядро успевает не просто распасться, а еще и “выплюнуть” нейтрон, удается редко. Но именно это впервые получилось у команды на американском комплексе Facility for Rare Isotope Beams (FRIB): исследователи напрямую увидели бета-задержанное испускание нейтрона у фтора-25, крайне редкого и нестабильного изотопа, который живет считанные мгновения.
Эксперимент провели на установке FRIB Decay Station Initiator (FDSi), предназначенной для изучения распадов экзотических ядер. Ключевым стало то, что результаты не совпали с данными, опубликованными ранее, в том числе с реакционными измерениями 2020 года. Команда проверила свои расчеты и процедуры многократно и утверждает, что расхождение не похоже на случайную ошибку. Итоги работы опубликованы в журнале Physics Letters B.
Фтор-25 распадается по бета-каналу, превращаясь в неон-25. И уже дочернее ядро, неон-25, в некоторых случаях теряет нейтрон. Такой сценарий называется бета-задержанным испусканием нейтрона: сначала происходит бета-распад, а затем, с небольшой задержкой, ядро оказывается в настолько возбужденном состоянии, что “сбрасывает” нейтрон. Для фтора-25 это наблюдение сделано впервые именно экспериментально, а не на уровне теоретических ожиданий.
Интерес к этой области не случайный. В ядерной физике есть понятие “магических чисел” протонов и нейтронов: при определенных количествах частицы как бы заполняют энергетические оболочки внутри ядра, и оно становится заметно устойчивее. Но чем дальше ученые уходят в область сверхнестабильных ядер, тем чаще выясняется, что привычные правила работают не всегда или работают иначе, чем ожидалось. В 1970-х, например, при изучении редких изотопов лития и натрия обнаружили так называемый “остров инверсии”, участок таблицы нуклидов, где отдельные ядра оказываются неожиданно “живучими” на фоне своих крайне короткоживущих соседей.