Колокол гудит не одной нотой — после удара в нём звучат сразу несколько гармоник. Примерно так же вибрирует атомное ядро: после столкновения оно может колебаться, и эти колебания видны по испускаемым гамма-лучам. Но у ядра ниобия-104, где 41 протон и 63 нейтрона, гармоник оказалось больше, чем ожидали.
Ядро ниобия-104 — редкий гость: его получают, разбивая уран в ядерном реакторе, и живёт оно меньше секунды. Учёные собрали два детектора: один сортировал ядра по массе, другой ловил каждый гамма-квант с точностью до миллиметра. Так удалось увидеть сразу две вибрационные «ноты» — первую и вторую, хотя обычно в ядрах с нечётным числом протонов и нейтронов вторая глохнет.
Это как если бы колокол одновременно звенел и основным тоном, и обертоном, хотя обычно обертон глушится. Расчёты на суперкомпьютере подтвердили: странная форма ядра не мешает вибрациям, а помогает им выжить. Такая живучесть колебаний удивляет — ведь нечётные протоны и нейтроны обычно работают как демпферы.
Теперь у физиков есть чёткий маркер: если в подобных ядрах видны две вибрационные полосы, значит, внутри прячется не одна форма, а две конкурирующие. Это поможет разбираться в поведении вещества на границе стабильности — там, где ядра живут доли секунды и рождаются только в звёздных взрывах.
Ядро ниобия-104 живёт меньше секунды, но за это время успевает выстроить сложную систему вибраций — как симфонический аккорд, сыгранный за одно мгновение.