Фізики пояснили аномальне гамма-випромінювання атомних ядер
Дослідники Центру рідкісних ізотопів (FRIB) та Ліверморської національної лабораторії встановили причину посилення низькоенергетичного гамма-випромінювання при радіоактивному розпаді. Ефект спричиняють магнітні переходи всередині ядра.
Питання, чому деякі атомні ядра під час розпаду випускають більше низькоенергетичних гамма-променів, ніж прогнозують теорії, залишалося відкритим десятиліттями. Явище, відоме як посилення низькоенергетичного випромінювання, спостерігалося лише в окремих ізотопах, що унеможливлювало точне передбачення його появи.
Результати дослідження, опубліковані в журналі Nature, показують, що за аномалію відповідають особливі магнітні переходи безпосередньо в ядрі. Для цього вчені виміряли гамма-промені, що виникають під час розпаду радіоактивного ізотопу міді з перетворенням на цинк. Високоточна апаратура FRIB дала змогу розділити два стани розпаду та вивчити їх окремо.
У першому стані відбувався електричний перехід: протони змінювали просторове положення. У другому — магнітний: нейтрони та протони переорієнтовували внутрішні магнітні моменти. Саме магнітний процес спричинив різке зростання випромінювання в низькоенергетичному діапазоні.
Отримані дані дозволять удосконалити ядерні моделі, що важливо для моделювання реакцій у надрах зірок, вибухів наднових і злиття нейтронних зірок, де утворюються важкі елементи. Також результати сприятимуть розвитку цивільної ядерної енергетики, систем національної безпеки, ядерної криміналістики та оцінці властивостей спеціальних матеріалів.
