Ядро атома обычно представляют как плотный шар, где протоны и нейтроны сидят вперемешку. Но у некоторых изотопов нейтроны могут выступать далеко за пределы этого шара, образуя разреженную оболочку — нейтронное гало. Особенно часто такое случается с ядрами, где нейтронов намного больше, чем протонов.
Физики взяли изотопы магния — от лёгкого магния-24 до тяжёлого магния-38 — и рассчитали, как они рассеиваются на углероде при энергии 240 МэВ на нуклон. По тому, как часто ядра задевают друг друга, можно вычислить радиус нейтронного облака. Оказалось, что у магния-37 один нейтрон держится так слабо, что образует однократное гало.
Затем учёные применили тот же подход к ещё не изученному магнию-40. Расчёты показали, что у него два нейтрона настолько слабо связаны, что формируют двойное гало. Такие ядра живут доли секунды, но именно они — полигон для проверки наших представлений о ядерных силах.
Двойное гало у магния-40 — редкий случай, когда два нейтрона образуют пару и вместе выходят за пределы плотного ядра. Это похоже на двух альпинистов, которые страхуют друг друга на самом краю скалы.
как её написали авторы, на английском arXiv:2608.09429v2
Involving the charge radii of \rm Mg isotopes, as calculated using the deformed relativistic Hartree-Bogoliubov theory in continuum (DRHBc), we have extracted the neutron radii of $$^{24-38}$$\rm Mg isotopes by studying their reaction cross sections ($$\sigma_{R}$$) from $$^{12}$$\rm C at 240 MeV/nucleon within the framework of Glauber model. The calculations use (i) descriptions of nuclei in terms of the Slater determinant involving harmonic oscillator single-particle wave functions (SDHO), and (ii) two-parameter Fermi (2pF) shape of density distribution, with the aim to assess the density dependence of neutron skin in $$^{24-38}$$\rm Mg isotopes. To understand the asymptotic behavior (spread) of neutron distribution, we propose to introduce the use of core+n ($$S_{n}
Магний-40 существует меньше миллисекунды, но за это время успевает продемонстрировать двойное нейтронное гало — состояние, которое не встречается у стабильных ядер.