Атомное ядро — не бильярдный шар, а скорее туманное облако, которое постоянно меняет очертания. Протоны и нейтроны внутри него находятся в непрерывном движении, и ядро может принимать самые разные формы: быть вытянутым, сплюснутым или похожим на грушу. Чтобы описать это дрожащее многообразие, физики обычно выбирали несколько самых вероятных фигур и смешивали их, как художник смешивает краски на палитре. Но важные оттенки часто оставались за бортом.
Новый метод, названный стохастической многоконфигурационной теорией функционала плотности (MR-SDFT), действует иначе. Он запускает в ядро случайный «пинок» — слабое внешнее поле, которое толкает протоны и нейтроны в разные стороны. Так рождается целый рой возможных форм — тысячи набросков. Затем умный алгоритм, похожий на строгого редактора, отбирает из них самые ценные и смешивает в общую картину. Это позволяет услышать больше коллективных «голосов» ядра, которые раньше пропускали.
По сути, физики дали ядру возможность «рассказать о себе» полнее, не полагаясь на заранее заготовленные шаблоны. Этот метод обещает пролить свет на свойства короткоживущих изотопов, которые трудно изучить в эксперименте. И когда в следующий раз вы увидите таблицу Менделеева, помните: внутри каждой клеточки прячется не точка, а целый танцующий ансамбль.
Ядро атома неона-20 в основном состоянии проводит часть времени в форме сплюснутого диска, а часть — вытянутой сигары, и эти превращения происходят за миллиардные доли миллиардной доли секунды.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан живой планеты постоянно менял форму, порождая сложные структуры — чем-то похоже на многоликое атомное ядро в этом исследовании.