main concepts scientists sections
ПростоПопулярноПодробно

Почему у груши почти нет электрического заряда

Оригинал: "Independent Validation of Octupole Collectivity in radium-224 through lifetime measurements of low-lying negative-parity states"
· D. White, D. O'Donnell, A. Avaa, J. R. Murias, S. Murillo Morales, R. Umashankar, V. Vedia, C. Andreoiu, D. W. Annen, A. D. Ayangeakaa, G. C. Ball, V. Bildstein, M. Bowry, I. Dillmann, E. G. Fuakye, L. P. Gaffney, A. B. Garnsworthy, P. E. Garret, E. D. Geerlof, S. Georges, A. L. Grimes, G. F. Grinyer, G. Hackman, P. M. Jones, J. Liu, B. Olaizola, S. D. Olorunfunmi, F. Rowntree, N. K. Syeda, D. Shah, P. Spagnoletti, C. E. Svensson, F. Wu
arXiv:2609.07556v1 · 2026-09-07 · CC BY 4.0 · 1 мин
Экспериментальная ядерная физика
Ядро радия-224 формой как груша, но электрический заряд в нём распределён так, что снаружи его почти не видно.

Если взять грушу и натереть её о шерсть, на одном конце соберётся заряд одного знака, на другом — другого. Так появляется электрический дипольный момент. У многих атомных ядер, которые формой напоминают грушу, такой момент есть. Но у радия-224 он почти равен нулю, хотя форма у него самая что ни на есть грушевидная.

Внутренний дипольный момент — это смещение центров масс и заряда в ядре. Если протоны и нейтроны распределены неравномерно, возникает разность потенциалов, как у батарейки.

Учёные измерили, как быстро распадаются возбуждённые состояния этого ядра. Для этого они получали франций-224, который превращался в радий-224, и следили за гамма-квантами, которые испускало ядро. Время жизни оказалось около 450 пикосекунд. Это очень мало: одна пикосекунда — это одна триллионная доля секунды. Если бы секунда длилась 30 000 лет, то пикосекунда была бы одним мгновением.

Из этих измерений вычислили дипольный момент. Он оказался в десятки раз меньше, чем у других грушевидных ядер. Это значит, что внутри ядра происходит тонкая компенсация: вклад от формы почти полностью гасится вкладом от движения частиц. Такая проверка важна, потому что грушевидные ядра используют для поиска новой физики, выходящей за пределы Стандартной модели. Теперь модели, которые это описывают, получили надёжную опору.

Ядро 224Ra по форме напоминает грушу, но при этом его электрический дипольный момент почти равен нулю, хотя обычно грушевидные ядра обладают заметным дипольным моментом. Это как если бы у груши была идеально сбалансирована электрическая поляризация, несмотря на явную асимметрию формы.