Два ядра олова сталкиваются на скорости около двух третей скорости света. На мгновение возникает горячее плотное облако, из которого во все стороны разлетаются протоны. Если поймать пары протонов и измерить, насколько часто они вылетают в одном направлении, можно вычислить размер этого облака. Такой метод называется фемтоскопией — он работает как микроскоп для ядерных масштабов.
В эксперименте сравнивали два варианта: ядра олова с избытком нейтронов и с их недостатком. У первых облако протонов оказалось заметно больше: радиус 2,22 фемтометра против 1,74 фемтометра. Фемтометр — это одна миллионная от одной миллиардной доли метра. Разница в 24% выглядит скромно, но сами исходные ядра отличались по размеру всего на 3%. Что-то раздуло облако в нейтронно-богатой системе.
Обычные расчёты, которые учитывают только среднее поле ядерных сил, не воспроизводят такого усиления. Значит, нужно учитывать парные взаимодействия — то, что физики называют «за пределами среднего поля». Это важный шаг: теперь у нас есть инструмент, чтобы изучать короткодействующие корреляции в ядерной материи, которые трудно поймать другими способами.
Столкновения радиоактивных пучков с точной фемтоскопией открывают новый путь. Раньше о таких корреляциях судили по электронным рассеяниям на лёгких ядрах, а теперь можно проверять их в горячей плотной среде, создаваемой в лаборатории. Это приближает к пониманию того, как ведёт себя вещество в нейтронных звёздах, где нейтронов ещё больше.
Фемтоскопия похожа на измерение размера фейерверка по вспышкам: если искры часто летят парами в одном направлении, значит, они родились близко друг к другу — и по частоте таких совпадений восстанавливают размер области рождения.
В романе «Схизматрица» Брюса Стерлинга ядерные реакции и изотопы играют ключевую роль в политике и технологиях — там точное знание ядерных свойств меняет баланс сил.