Чтобы определить радиус протонного облака в атомном ядре, физики используют метод, основанный на столкновениях нестабильного ядра-снаряда с ядром-мишенью. В процессе такого взаимодействия ядро-снаряд может потерять один или несколько протонов. Чем больше ядро-снаряд, тем выше вероятность того, что оно заденет ядро мишени и потеряет частицы. Однако если мишень лёгкая, например углерод, расчёты требуют введения поправочного коэффициента: без него измеренный размер протонного облака оказывается завышенным.

В новом исследовании физики измерили потери протонов для 18 ядер из p-оболочки (от бора до неона) на мишенях из водорода, углерода, серебра и свинца при энергии около 240 МэВ на нуклон. Анализ показал, что поправочный коэффициент плавно уменьшается с ростом массы мишени и для свинцовой мишени становится равен единице. Это означает, что при использовании свинца поправки не нужны вовсе: измеренный размер сразу совпадает с реальным.

Такой подход открывает путь к точному измерению протонных радиусов для короткоживущих ядер, которые существуют всего миллисекунды. Ранее для них приходилось вводить эмпирические коэффициенты, теперь же можно обойтись без них, просто выбрав тяжёлую мишень. Это важно для понимания структуры ядер на границе стабильности и для расчёта процессов в звёздах, где такие ядра рождаются и гибнут.