Ученые Массачусетского технологического института совершили революционный прорыв, разработав принципиально новый подход к исследованию внутренней структуры атомных ядер. Инновационная методика позволяет обойтись без гигантских ускорителей и коллайдеров, используя электроны самого атома радия в молекулах радий-фторида (RaF) как естественные «внутренние зонды». Эти электроны проникают в ядро, доставляя ценнейшие данные о его устройстве. Исследование опубликовано в престижном журнале Science.
Лабораторный стол вместо километровых ускорителей
Традиционные методы требуют колоссальных установок, где электроны сталкиваются с ядрами на огромных энергиях. Новый подход кардинально меняет ситуацию — аналогичные исследования теперь можно проводить компактно, используя молекулярные ловушки и точные лазерные измерения прямо в лаборатории.
Энергетический сдвиг — ключ к тайне
Анализируя энергию электронов в молекулах радий-фторида, физики обнаружили крошечное, но невероятно важное отклонение от расчетных значений. Этот минимальный сдвиг — порядка миллионной доли энергии лазерного фотона — стал прямым свидетельством того, что электроны проникали внутрь ядра, взаимодействуя с протонами и нейтронами.
Магнитная карта ядра
Каждый протон и нейтрон в ядре действует как микроскопический магнит. Новая технология впервые открывает возможность прямого измерения распределения этих «магнитов» — ядерного магнитного распределения. Это позволяет понять, как организованы силы, удерживающие ядро целым.
Грушевидное ядро и загадки Вселенной
Особый интерес ученые направляют на картирование уникального ядра радия, обладающего не сферической, а «грушевидной» асимметрией массы и заряда. Предполагается, что эта необычная форма может усиливать эффекты нарушения фундаментальных симметрий природы — потенциальный ключ к пониманию загадочного преобладания материи над антиматерией во Вселенной!
Команда активно работает над усовершенствованием технологии: охлаждение молекул и контроль ориентации их «грушевидных» ядер позволят с беспрецедентной точностью измерить распределение зарядов и сил внутри ядра. Это открывает реальные перспективы для первого в истории экспериментального обнаружения нарушения фундаментальных симметрий.
«Молекулы с радиевым ядром — это уникальная платформа для поиска новых физических явлений, — подчеркивают исследователи. — Теперь у нас есть мощный инструмент, чтобы начать эти захватывающие исследования!»
