Когда в ядро атома попадает лишний нейтрон, оно начинает вести себя как переполненная чашка: ещё немного — и содержимое выплеснется. Физики из французского центра GANIL устроили такую «передачу» нейтрона от дейтрона (ядра тяжёлого водорода) к ядру кислорода-19. В результате рождалось ядро кислорода-20 — с одним лишним нейтроном.
Это ядро нестабильно: часть его состояний живёт меньше миллионной доли секунды и сразу разваливается, испуская нейтрон. Учёные впервые увидели несколько таких короткоживущих состояний с энергией от 7,6 до 9,8 МэВ — как будто поймали мгновенные кадры падения чашки. Чтобы их заметить, пришлось одновременно ловить вылетевший протон и гамма-излучение от распада.
Такие ядра с избытком нейтронов встречаются в природе, например, внутри нейтронных звёзд. Понимая, как они живут и распадаются, мы лучше представляем, как устроена материя в самых экстремальных уголках Вселенной.
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.03053
The single-neutron transfer reaction $$^{19}$$O(d,p$$\gamma$$)$$^{20}$$O has been performed at GANIL, populating states up to and above the neutron separation energy. Bound states populated by s-wave and d-wave transfer have been observed with improved experimental angular distributions. Critically, several unbound states between 7.6 MeV and 9.8 MeV have been accessed for the first time through the 19O(d,p) channel, and isolated via particle-$$\gamma$$ spectroscopy.
Ядро кислорода-20 живёт меньше одной триллионной секунды, но успевает рассказать о силах, которые держат атом вместе.
В фантастике часто пишут о нестабильных элементах, которые взрываются от малейшего воздействия. Здесь похожая идея: лишний нейтрон делает ядро настолько хрупким, что оно распадается почти мгновенно.