Нестабильное атомное ядро похоже на каплю воды на раскалённой сковороде: она существует лишь мгновение, и её форма всё время меняется. Физики научились описывать такие капли — ядра, которые живут меньше миллиардной доли секунды и распадаются, едва успев родиться.
Обычные методы расчёта для таких ядер дают сбой: слишком много вариантов, как частицы внутри ядра могут двигаться и взаимодействовать. Авторы работы навели порядок в этом хаосе. Они предложили новый способ сортировки вариантов — как если бы в огромной библиотеке расставили книги не по алфавиту, а по тому, насколько часто их спрашивают читатели. Это позволило ускорить вычисления в десятки раз и впервые напрямую рассчитать основное состояние ядра водорода-5 — системы из одного протона и четырёх нейтронов, которая распадается за ничтожные 10⁻²² секунды.
Новый подход открывает путь к систематической проверке теорий ядерных сил на самых экзотических ядрах. Когда теория и эксперимент сойдутся, мы сможем лучше понимать, как устроена материя в нейтронных звёздах — там, где ядра сжаты до предела и живут по тем же квантовым законам.
Ядро гелия-5, которое тоже рассчитали в работе, распадается на альфа-частицу и нейтрон за 10⁻²¹ секунды — это в миллиард раз быстрее, чем моргает человек.
В сериале «Пространство» (The Expanse) упоминаются экзотические ядра, которые могут существовать только в недрах нейтронных звёзд.