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.
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.