Ֆիզիկոսներին առաջին անգամ հաջողվել է նայել ատոմի միջուկի ներսը

Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտի գիտնականները մշակել են ատոմային միջուկի ներքին կառուցվածքն ուսումնասիրելու նոր մեթոդ՝ առանց մեծ արագացուցիչների կամ միջուկային բախիչների անհրաժեշտության: Դրա համար ֆիզիկոսները օգտագործել են ռադիոյումի ֆտորիդի (RaF) մոլեկուլում պարունակվող ռադիոյումի ատոմի էլեկտրոնները որպես «ներքին զոնդեր», որոնք կարող են թափանցել միջուկի մեջ և բացահայտել դրա կառուցվածքի մասին տեղեկատվություն: Աշխատանքը հրապարակվել է Science ամսագրում:

Սովորաբար նման փորձերի համար անհրաժեշտ են կիլոմետր երկարությամբ արագացուցիչներ, որտեղ էլեկտրոնները բախվում են միջուկների հետ հսկայական էներգիաներով: Նոր մեթոդը թույլ է տալիս նմանատիպ ուսումնասիրություններ անցկացնել բառացիորեն «սեղանի վրա»՝ օգտագործելով մոլեկուլային թակարդներ և լազերային չափումներ:

Ռադիումի ֆտորիդի մոլեկուլներում հետազոտողները չափել են ռադիոյումի ատոմի շուրջը պտտվող էլեկտրոնների էներգիան և հայտնաբերել են սպասվող արժեքից փոքր, բայց ակնհայտ շեղում: Այս էներգիայի տեղաշարժը՝ լազերային ֆոտոնի էներգիայի մեկ միլիոներորդ մասի կարգի, ցույց է տալիս, որ էլեկտրոնները կարճ ժամանակով թափանցել են միջուկի մեջ և փոխազդել դրա պրոտոնների և նեյտրոնների հետ:

«Մենք առաջին անգամ ապացուցեցինք, որ կարող ենք «նայել» միջուկի ներսը», - բացատրեց համահեղինակ Ռոնալդ Գարսիա Ռուիզը, ֆիզիկայի ամբիոնի դոցենտը։ «Կարծես թե կարելի լիներ չափել մարտկոցի էլեկտրական դաշտը ոչ միայն դրսից, այլև ներսից. հենց դա էլ մենք արեցինք ռադիոյումի ատոմի հետ»։

Գիտնականները նշեցին, որ միջուկում յուրաքանչյուր պրոտոն և նեյտրոն իրեն պահում է որպես փոքրիկ մագնիս։ Նոր տեխնիկան թույլ է տալիս առաջին անգամ ուղղակի չափել այս «մագնիսների» բաշխումը՝ այսպես կոչված միջուկային մագնիսական բաշխումը, որը կարող է բացահայտել, թե ինչպես են կառուցվածքավորված միջուկի ներսում գործող ուժերը։

Հետազոտողները պլանավորում են կիրառել մեթոդը՝ ռադիոյումի միջուկը ճշգրիտ քարտեզագրելու համար։ Դրա ձևը տարբերվում է ատոմների մեծ մասից. գնդաձև լինելու փոխարեն, այն ունի «տանձաձև» ասիմետրիա զանգվածի և լիցքի մեջ։ Գիտնականները ենթադրում են, որ այս կառուցվածքը կարող է ուժեղացնել բնության հիմնարար սիմետրիաների խախտման հետևանքները՝ հնարավոր բանալին հասկանալու համար, թե ինչու է տիեզերքում նյութի ավելցուկը հակամատերիայի նկատմամբ։

Թիմը նախատեսում է կատարելագործել տեխնոլոգիան՝ մոլեկուլները սառեցնելու և դրանց տանձաձև միջուկների կողմնորոշումը վերահսկելու համար։ Սա թույլ կտա ավելի ճշգրիտ չափումներ կատարել միջուկի ներսում լիցքերի և ուժերի բաշխման վերաբերյալ և, հնարավոր է, առաջին անգամ հայտնաբերել բնության հիմնարար սիմետրիաների խախտում։

«Ռադիումի միջուկ ունեցող մոլեկուլները եզակի համակարգ են նոր ֆիզիկական երևույթներ որոնելու համար», - ընդգծեց Գարսիա Ռուիզը։ «Մենք այժմ ունենք գործիքներ այս որոնումը սկսելու համար»։

Թարգմանությունը՝ Lurer.com-ի