Как заглянуть в сердце атомного ядра ✎ экспресс

Оригинал: "Establishing the $$^{40}$$Ca$$(p,p \alpha)$$ reaction at 392 MeV under quasi-free scattering conditions"

· Riku Matsumura, Junki Tanaka, Kazuki Yoshida, Deuk Soon Ahn, Didier Beaumel, Jiawei Bian, Jiawei Cai, Yoshiki Chazono, Fengyi Chen, Masanori Dozono, Fumitaka Endo, Serge Franchoo, Tatsuya Furuno, Fumiya Furukawa, Roman Gernhäuser, Kevin Insik Hahn, Jongwon Hwang, Koshi Higuchi, Yuto Hijikata, Yuya Honda, Byungsik Hong, Eiji Ideguchi, Gen Ikemizu, Azusa Inoue, Katsuhide Itsuno, Ryota Iwasaki, Ryo Kato, Takahiro Kawabata, Shoichiro Kawase, Keita Kawata, Mukul Khandelwal, Mingyu Kim, Sunji Kim, Nobuyuki Kobayashi, Yuki Kubota, CheongSoo Lee, Yutian Li, Qite Li, Yifan Lin, Yukie Maeda, Yohei Matsuda, Kenjiro Miki, Maoto Mitsui, Taichi Miyagawa, Nikhil Mozumdar, Motoki Murata, Tomoya Nakada, Hide Nakama, Geonhee Oh, Kazuyuki Ogata, Shoya Ogawa, Shingo Ogio, Shinsuke Ota, Stefanos Paschalis, Marina Petri, Thomas Pohl, Futa Saito, Soki Sakajo, Yohei Sasagawa, Takafumi Sato, Hiroaki Shibakita, Hideya Sonoda, Taiki Sugiyama, Yumaro Suzuki, Atsushi Tamii, Ryotaro Tsuji, Stefan Typel, Satoshi Umemoto, Xuan Wang, Cheng Wang, Guo Wenhao, Matthew Whitehead, Riku Yamamoto, Nobuhiro Yamasaki, Shunpei Yamazaki, Zaihong Yang, Takayuki Yano, Kohki Yasumura, Ryosuke Yoshida, Jichao Zhang, Kaijie Zhou, Juzo Zenihiro, Tomohiro Uesaka

arXiv:2601.17393 · 2026-01-24 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин

Экспериментальная ядерная физика

Учёные выбили из ядра кальция готовый сгусток из двух протонов и двух нейтронов и увидели, как он там был упакован.

Внутри атомного ядра частицы не свалены как попало. Иногда два протона и два нейтрона сбиваются в тесную четвёрку — такой мини-коллектив называют альфа-кластером. Он напоминает семью, которая в многолюдном доме держится вместе. Выбить эту четвёрку из ядра и посмотреть, как она там жила, — задача для быстрого протона.

В новом опыте протон разгоняли до 392 мегаэлектронвольт и направляли в ядро кальция-40. Удар вышибал альфа-кластер, а два разлетевшихся протона ловили детекторы. По их следам восстанавливали, с какой скоростью и в каком направлении двигался кластер до удара. Получился своего рода мгновенный снимок внутренней жизни ядра.

Альфа-кластер — это как готовая деталь конструктора: два протона и два нейтрона, уже собранные вместе. Именно такие четвёрки вылетают из ядер при радиоактивном распаде.

Измерили не только сам факт вылета, но и то, насколько часто кластер встречается в ядре. Получилось значение 0,51 — то есть примерно в половине случаев нужная четвёрка уже была собрана. Это совпало с прежним результатом при меньшей энергии, значит, метод надёжен и на больших скоростях.

Теперь такой способ можно применять к другим ядрам, даже нестабильным, которые живут доли секунды. Появляется инструмент, чтобы сравнивать, как устроены разные атомные ядра — от лёгких до средних.

Ядро кальция-40 — одно из самых прочных среди лёгких ядер, и альфа-кластеры в нём сидят особенно крепко.

Учёные

Wolfgang Pauli Murray Gell-Mann

Понятия

скорость реакции

Я автор

Как заглянуть в сердце атомного ядра ✎ экспресс