Колектив фізиків зміг вперше виміряти радіус нейтронного гало ізотопу берилію-11. У прес-релізі Університету Майнца вчені відзначають, що отримане значення не може бути пояснене з погляду класичної фізики. Повністю робота опублікована в журналі Physical Review Letters. Її препринт доступний на сайті arXiv.org.

Більшість ядер елементів являють собою досить компактні структури із чіткими межами. Ядра деяких ізотопів вибиваються із класичної схеми. Як приклад можна привести ізотоп берилію-11. Навколо компактної внутрішньої частини ядра берилію-11, що складається із чотирьох протонів і шести нейтронів, на досить великому віддаленні обертається нейтрон. Так як точну траєкторію обертання нейтрона визначити неможливо, говорять, що навколо центру ядра утворюється нейтронне гало.

Вимірювання радіуса нейтронного гало є досить непростим завданням. Екзотичні ядра з нейтронними гало фізики синтезують штучно, а час їхнього життя обчислюється зазвичай декількома мілісекундами. Автори даної роботи вирішили скористатися технологією, розробленою 30 років тому, додавши до неї метод гребінки оптичних частот (ГОЧ). Метод ГОЧ полягає у вимірюванні частот випромінювання за допомогою "лазерної лінійки". Знаючи точну частоту лазерних імпульсів, що покривають весь видимий спектр, вчені можуть визначити частоту випромінювання, наприклад, іншого лазера.

Вчені скористалися розробленим ними методом, використовуючи апаратуру Європейського центру ядерних досліджень (CERN) - тої ж організації, що курирує проект Великого адронного колайдера. Вимірювання показали, що середній радіус нейтронного гало берилію-11 становить 7 фемтометрів (фемтометр - це 10^-15 метра). Для порівняння, радіус внутрішньої частини ядера цього ізотопу становить 2,5 фемтометра.

Автори дослідження відзначають, що, відповідно до сучасних уявлень, сила взаємодії між нейтроном і внутрішньою частиною ядра недостатня для утримання нейтрона. Так звані сильні взаємодії, які утримують разом частинки, із яких складається ядро, "працюють" тільки до відстані в 2-3 фемтометра. Втім, пояснити існування нейтронного гало можна з використанням принципів квантової механіки.

За матеріалами: lenta.ru