В 1978 году физики бомбардировали мишень пучком ионов и измеряли, как быстро те тормозятся в веществе. По доплеровскому сдвигу гамма-квантов они вычисляли время жизни возбуждённых состояний ядра. Для железа-58 получилось значение, которое не согласовывалось с расчётами по оболочечной модели ядра.
Теперь в эксперименте с кулоновским возбуждением пучки ядер железа-56 и железа-58 пролетали рядом с тяжёлой мишенью. Электрическое поле мишени слегка встряхивало ядра, переводя их в более высокие энергетические состояния. Измеряя гамма-излучение при возврате в основное состояние, физики определили вероятность перехода между уровнями. Для железа-56 результат совпал с прежними данными, а вот для железа-58 оказался заметно ниже.
Пересмотр старых данных с современными значениями торможения устраняет противоречие. Ядро железа-58, которое казалось капризным исключением, теперь точно следует предсказаниям модели ядерных оболочек. Это напоминает ситуацию, когда в старом рецепте была ошибка в количестве соли, и блюдо казалось невкусным — а после исправления всё встало на свои места.
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.17414
The low-excitation states of atomic nuclei in the region around the $$N = Z = 28$$ shell closure are generally well described by the shell model. Most experimental observables in the iron isotopes $$^{56}$$Fe, $$^{58}$$Fe, and $$^{60}$$Fe ($$Z = 26$$; $$N=30$$, $$32$$, $$34$$) support a shell-model description. However, the lifetimes of the $$4_1^+$$ state in $$^{58}$$Fe in the literature result in a reduced transition strength that deviates markedly from shell-model predictions. There are three independent measurements, all in agreement and all based on the Doppler Shift Attenuation Method (DSAM) or Doppler-Broadened Line Shape method (DBLS). In this work, Coulomb-excitation measurements were performed on $$^{56}$$Fe and $$^{58}$$Fe beams to determine the ratios $$B(E2; 4_1^+ \to 2_1^+)/B(E2; 2_1^+ \to 0_1^+)$$. Thus, $$B(E2; 4_1^+ \to 2_1^+)$$ is determined relative to the known $$B(E2; 2_1^+ \to 0_1^+)$$ values. For $$^{56}$$Fe, $$B(E2; 4_1^+ \to 2_1^+) = 23(4)$$ W.u., agreeing with the adopted value. However, for $$^{58}$$Fe, the $$B(E2; 4_1^+ \to 2_1^+)$$ values obtained (for the various combinations of matrix element signs that could not be firmly established) are all significantly lower than the value derived from the previous lifetime measurements, and are in accord with shell-model calculations. The 1978 DSAM measurement of Bolotin et al., Nucl. Phys. A 311, 75 (1978), has been re-examined. The discrepancy between that measurement and the Coulomb-excitation measurement can be ascribed to the Lindhard-Scharff-Schi{\o}tt (LSS) electronic stopping powers adopted for the DSAM analysis, which considerably overestimate contemporary values. Evidently, lifetime measurements from that era that are based on LSS stopping powers should be used with caution. The revised lifetime data, incorporating current stopping powers, are compared with shell-model calculations.
Тормозная способность вещества для ионов зависит от их скорости примерно как сопротивление воздуха для автомобиля: на малых скоростях потери линейны, а на высоких — квадратичны, но для ионов картина сложнее из-за перезарядки.