Ученые MIT научились заглядывать внутрь ядер атомов с помощью молекулы радия
Исследовательская группа из Массачусетского технологического института предложила принципиально иной способ изучения внутреннего устройства атомного ядра, обходясь без огромных ускорителей и коллайдеров. Вместо традиционных столкновений на километровых комплексах физики воспользовались электронами, которые уже присутствуют в молекуле радий-фторида (RaF) — эти электроны выступили как «внутренние зонды», способные взаимодействовать с материалом ядра изнутри. Статья с результатами опубликована в журнале Science.
В лабораторных условиях, используя ловушки для молекул и лазерную спектроскопию, команда измерила энергию электронов, вращающихся вблизи атома радия. Они обнаружили очень малый, но надежно фиксируемый сдвиг энергии — порядка 10^-6 от энергии фотона лазера — что говорит о том, что часть электронной плотности временно проникала в объем ядра и сталкивалась с его нуклонами. По словам соавтора работы Рональда Гарсия Руиса, доцента кафедры физики, это похоже на возможность замерить электрическое поле батарейки не только снаружи, но и внутри неё — исследователи получили именно такой «внутренний» сигнал для атома радия.
Авторы подчеркивают, что протоны и нейтроны в ядре ведут себя подобно маленьким магнитам, и разработанный подход дает прямой доступ к их распределению — так называемому распределению ядерных магнитных моментов. Полученные данные помогают прояснить, как внутри ядра действуют силы между нуклонами.
Особый интерес команды вызывает само ядро радия: в отличие от большинства атомов оно не имеет сферической симметрии, а обладает «грушевидной» формой распределения массы и заряда. Такая асимметрия может усиливать проявления нарушения фундаментальных симметрий, а это в свою очередь важно для понимания причины избытка материи над антиматерией во Вселенной. Исследователи намерены развивать методику — охладить молекулы и научиться управлять направлением ориентации их асимметричных ядер — чтобы точнее картировать распределение зарядов и магнитных моментов и, возможно, обнаружить признаки нарушения фундаментальных симметрий.
«Молекулы с ядром радия представляют собой уникальную платформу для поиска новых физических эффектов, — отметил Рональд Гарсия Руис. — Теперь у нас появился инструмент, с помощью которого можно начинать такие исследования».
В лабораторных условиях, используя ловушки для молекул и лазерную спектроскопию, команда измерила энергию электронов, вращающихся вблизи атома радия. Они обнаружили очень малый, но надежно фиксируемый сдвиг энергии — порядка 10^-6 от энергии фотона лазера — что говорит о том, что часть электронной плотности временно проникала в объем ядра и сталкивалась с его нуклонами. По словам соавтора работы Рональда Гарсия Руиса, доцента кафедры физики, это похоже на возможность замерить электрическое поле батарейки не только снаружи, но и внутри неё — исследователи получили именно такой «внутренний» сигнал для атома радия.
Авторы подчеркивают, что протоны и нейтроны в ядре ведут себя подобно маленьким магнитам, и разработанный подход дает прямой доступ к их распределению — так называемому распределению ядерных магнитных моментов. Полученные данные помогают прояснить, как внутри ядра действуют силы между нуклонами.
Особый интерес команды вызывает само ядро радия: в отличие от большинства атомов оно не имеет сферической симметрии, а обладает «грушевидной» формой распределения массы и заряда. Такая асимметрия может усиливать проявления нарушения фундаментальных симметрий, а это в свою очередь важно для понимания причины избытка материи над антиматерией во Вселенной. Исследователи намерены развивать методику — охладить молекулы и научиться управлять направлением ориентации их асимметричных ядер — чтобы точнее картировать распределение зарядов и магнитных моментов и, возможно, обнаружить признаки нарушения фундаментальных симметрий.
«Молекулы с ядром радия представляют собой уникальную платформу для поиска новых физических эффектов, — отметил Рональд Гарсия Руис. — Теперь у нас появился инструмент, с помощью которого можно начинать такие исследования».
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
