Ученые обнаружили неожиданную деформацию в дважды магическом ядре свинца 208

Международная группа исследователей обнаружила, что ядро изотопа свинца-208 (208Pb) — самое тяжелое из известных «дважды магических» ядер — демонстрирует неожиданные характеристики формы, которые противоречат современным теоретическим моделям. Исследование опубликованное в научном журнале Physical Review Letters (PRL).

«Дважды магические» ядра — это ядра, у которых количество протонов и нейтронов соответствует так называемым магическим числам (2, 8, 20, 28, 50, 82, 126). Эти числа указывают на заполненные ядерные оболочки, что делает такие ядра особенно стабильными.

Свинец-208, содержащий 82 протона и 126 нейтронов, служит ярким примером такого явления. Теоретически, из-за своей стабильности, оно должно иметь почти идеальную сферическую форму.

Однако новое исследование показало, что свинец-208 может отклоняться от сферической формы, демонстрируя вытянутую (пролатную) деформацию. Открытие стало неожиданностью для ученых, так как современные ядерные модели не смогли предсказать такое поведение.

Исследователи использовали метод кулоновского возбуждения, при котором ядра свинца-208 бомбардировались пучками частиц (германия, теллура, неодима и эрбия). Когда частицы рассеивались на свинцовой фольге, они передавали энергию ядрам, возбуждая их. Измеряя гамма-лучи, испускаемые при возвращении ядер в основное состояние, исследователи смогли определить форму ядра.

Для анализа данных использовался массив детекторов из высокочистого германия GRETINA и детекторы CHICO2. Результаты показали, что два возбужденных состояния свинца-208 — первое квадрупольное и первое октупольное — имеют большие отрицательные спектроскопические квадрупольные моменты, что указывает на вытянутую форму ядра.

Обнаруженная деформация противоречит предсказаниям современных теоретических моделей, включая модель ядерных оболочек, теорию функционала плотности и расчеты Хартри-Фока. Это указывает на возможные пробелы в нашем понимании ядерных взаимодействий.

Свинец-208 играет ключевую роль в понимании процессов нуклеосинтеза, таких как r-процесс (быстрый захват нейтронов), который происходит при слиянии нейтронных звезд и отвечает за образование тяжелых элементов, включая золото и платину. Новые данные могут помочь уточнить модели, описывающие эти космические события.