Мир вокруг нас состоит из частиц, невидимых невооруженным глазом, но физики продолжают проникать в эту таинственную область. Результаты, опубликованные в Physical Review C исследователями из Osaka Metropolitan University, показывают, что ядерная структура атома, вероятно, меняется в зависимости от расстояния протонов и нейтронов от центра ядра.

Аспирант Университета ОМУ Майто Окада, доцент Ватару Хориучи и профессор Наоюки Итагаки из Высшей школы естественных наук сравнили расчеты с использованием теоретических моделей с существующими экспериментальными данными , чтобы определить, имеет ли титан-48, наиболее распространенный изотоп титана с 22 протонами и 26 нейтронами, структуру оболочечной модели или структуру α-кластера (альфа-кластера).

В то время как оболочечные модели симметричны, считается, что структуры α-кластера имеют альфа-частицу во внешней области ядра , создавая асимметричную конфигурацию. α-частица — это то же самое, что гелий с двумя протонами и двумя нейтронами. При альфа-распаде эта частица испускается; например, титан-48 становится кальцием-44, если такой распад происходит.

Команда OMU рассчитала эффект столкновения высокоэнергетических ускоренных протонов и α-частиц с титаном-48. Это было основано на теории ядерных реакций, в которой удар протонов по ядру отражает структуру вблизи поверхности ядра-мишени, тогда как столкновение α-частиц с ядром отражает структуру внешних областей.

Результаты показывают, что титан-48 переходит из оболочечной модели структуры в α-кластерную структуру в зависимости от расстояния от центра ядра.

«Эти результаты переворачивают традиционное понимание структуры ядра и, как можно ожидать, дадут ключ к пониманию процесса α-распада, происходящего в тяжелых ядрах, который не был решен почти 100 лет», — сказал профессор Хориучи, имея в виду теорию Гамова о ядерном распаде.

«В будущем мы хотели бы расширить результаты, полученные в ходе этого исследования, чтобы заняться решением проблем, связанных с более тяжелыми ядрами».