Кремний-25 живёт всего 219 миллисекунд. За это время он успевает испустить бета-частицу, а затем, бывает, и протон. Именно эти протоны, вылетающие из ядра после бета-распада, стали калибровочным эталоном для нового микроскопа, который физики собрали на ускорителе FRIB.

Раньше точные измерения бета-задержанных протонов упирались в две проблемы: примеси в пучке и толстые мишени, которые смазывали энергетическое разрешение. Теперь пучок аргона-36 разгоняют до 210 МэВ на нуклон, бьют по углеродной мишени, а образовавшийся кремний-25 отделяют в магнитном сепараторе ARIS. Затем ионы замедляют в криогенном газовом стоппере ACGS и имплантируют в углеродную фольгу толщиной 150 нанометров — тоньше, чем стенка мыльного пузыря.

Вокруг фольги стоят шесть кремниевых телескопов и два германиевых детектора. За четыре часа они набрали 780 тысяч протонов. Энергию каждого протона восстанавливали с учётом потерь в фольге и мёртвых слоях детекторов, используя таблицы SRIM. В результате получили спектр с разрешением около 3 кэВ — это всё равно что разглядеть отдельные волоски на голове человека с расстояния в километр.

Новые данные показали: переходы на первое возбуждённое состояние магния-24 идут чаще, чем на основное. Интерференционные картины протонных линий дали надёжные спины и чётности для высоковозбуждённых состояний алюминия-25. А извлечённая бета-сила до энергии 10 МэВ потребовала фактора подавления 0.75 вместо стандартного 0.60. Это значит, что подавление силы Гамова-Теллера зависит от того, насколько ядро удалено от линии стабильности.

Методика готова к работе с более экзотическими ядрами, такими как алюминий-22 и фосфор-26, которые подозревают в наличии протонного гало. Тот же калибровочный эталон, что проверил новый микроскоп, теперь откроет детали, которых раньше никто не видел.