Форма ядра ксенона перестала быть загадкой экспресс
Ядра атомов вовсе не всегда похожи на бильярдные шары. Некоторые вытянуты, как сигары, другие сплюснуты. А у ксенона-129 форма напоминает картофелину — бугристый трёхосный эллипсоид. Чтобы определить такую форму, физики применили метод, напоминающий столкновение двух лепёшек из теста: разгоняя ядра до световых скоростей и сталкивая их, они по разлёту осколков восстанавливают исходную геометрию.
Используя данные Большого адронного коллайдера и хитроумные математические методы учёта неопределённостей, команда выяснила: ядро ксенона вытянуто сразу в трёх направлениях почти максимально сильно. Это неожиданно совпало с квантовыми расчётами, что подтверждает правильность Стандартной модели. Самое удивительное — такое ядро не просто покоится, а постоянно кувыркается, вращаясь вокруг нескольких осей, подобно запутанному волчку. Это вращение порождает причудливую картину излучения, которую теперь можно уловить в экспериментах.
Таким образом коллайдер превращается в подобие спектроскопа, позволяя заглянуть в сердце атома. Рост беспорядка (энтропии) при столкновениях здесь неизбежен, но это плата за уникальную информацию. Идея восходит к Резерфорду и его последователям Ферми и Бете.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2606.03993
Imaging a quantum many-body system requires probes that resolve the coordinates of its constituents in sufficiently large event samples, allowing measurements of correlation functions [1-4]. High-energy nuclear collisions provide this opportunity on the nuclear scale [5], enabling features of colliding ions, such as their deformation, to be probed through particle correlation observables [6, 7]. However, a quantitative extraction of the correlation properties of nuclei from these measurements is still lacking. Here we show that this is possible for the nucleus $$^{129}$$Xe using Bayesian inference methods. We combine a deformed-rotor description of the colliding nuclei, which encodes the many-body dynamics of constituent neutrons and protons, with hydrodynamic simulations of the ensuing collision evolution. From a combined global analysis of Large Hadron Collider data on Xe-Xe and Pb-Pb collisions, we then infer that the shape of $$^{129}$$Xe is nearly maximally triaxial, which aligns with mean-field results for xenon isotopes away from shell closure [8, 9]. From this we evaluate two- and three-particle correlations in the nuclear ground state to provide new constraints for \textit{ab initio} methods in nuclear theory. We establish thus collider experiments as a means of quantifying correlations of protons and neutrons arising from residual forces of quantum chromodynamics.
Трёхосные ядра, подобно квантовым волчкам, кувыркаются в пространстве, вращаясь сразу вокруг нескольких осей. Это создаёт замысловатый рисунок их излучения.