Международная группа исследователей из Германии, Индии и США обнаружила, что трехосные ядра колеблются не только на коротких поперечных осях, но и на промежуточных. Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.

Ядра могут быть круглыми, как футбольный мяч, или же продолговатыми. Другие — слегка продолговатые, но бесформенные, как картофелина. Третья форма встречается крайне редко, но ученым уже удавалось видеть, как колеблются такие ядра.

Однако, новая работа исследователей из Университета Нотр-Дам и их коллег из Германии и Индии показала, что кроме уже известных направлений колебаний, у них есть и другое. Авторы изначально пытались увидеть такое ядро и изучить его более внимательно на примере изотопа золота 189Au. Однако из-за ошибки в эксперименте ученые получили изотоп 187Au и в результате смогли наблюдать эффект отчетливее, чем когда-либо.

Эта случайность позволила физикам увидеть до сих пор неописанные колебания ядер атомов вокруг промежуточных осей. Теоретически этот тип колебаний был предсказан и ранее, но непосредственно наблюдать его удалось только сейчас.

N. Sensharma et al/Physical Review Letters (2020)

Измерения исследователи проводили в Аргоннской национальной лаборатории внутри прибора под названием Gammasphere — самого мощного в мире гамма-спектрометра, который собирает данные о гамма-лучах после слияния тяжелых ионов. Внутри него пучок ионов и ядро мишени сталкиваются друг с другом, чтобы создать гораздо более тяжелое, сильно возбужденное ядро, которое испускает гамма-лучи. Наблюдая за структурой и свойствами этого излучения, исследователи могут изучить структуру ядра, в том числе и спектр его колебаний.

Важность новой работы, по словам исследователей, заключается в подтверждении физической гипотезы, основанной за законах ядерной физики. Это повышает уровень доверия к другим таким же предсказаниям, сделанным с помощью аналогичных физических моделей. Открытие также может помочь понять, как происходят различные процессы в звездной среде и как во Вселенной создаются тяжелые элементы, такие как золото.