PRL: ядро неона-20 оказалось вытянутым, как кегля для боулинга

Физики на Большом адронном коллайдере впервые получили свидетельства того, что ядро неона-20 имеет вытянутую форму, похожую на кеглю для боулинга. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).

Форму атомных ядер трудно измерить напрямую: несферические ядра в обычных экспериментах выглядят круглыми, потому что квантовые состояния как бы «усредняют» все возможные ориентации ядра. Чтобы обойти это, физики используют столкновения ядер на коллайдере, по «разлету» частиц восстанавливая исходную геометрию.

Коллаборация CMS в ЦЕРН сравнила столкновения ядер кислорода-16, которым предсказывают тетраэдрическую форму, и ядер неона-20. Ученые анализировали так называемые эллиптический и триангулярный потоки — то, как частицы после столкновения распределяются по направлениям. По этим узорам можно судить о том, какой была форма сталкивающихся ядер.

Оказалось, что характер разлета частиц соответствует именно вытянутому, «кеглеобразному» ядру неона-20. Это подтверждает, что форма ядра напрямую влияет на исход столкновений и что коллайдер можно использовать как инструмент для изучения структуры ядер. Легкие ядра вроде неона и кислорода особенно удобны для такой проверки: их форму можно предсказать теоретически, а затем сопоставить с экспериментом, уточняя представления о том, как протоны и нейтроны располагаются внутри ядра.

Вместе с тем не все сошлось идеально: если эллиптический поток совпал с предсказаниями, то триангулярный количественно разошелся с теоретическими моделями. Это значит, что физику таких столкновений предстоит изучить подробнее, а сами измерения — уточнить.

Ранее физики нашли способ преодолеть барьер скорости света.