Симметрия инверсии времени оказалась важна для околомагических ядер
Группа физиков из 10 стран сообщила об экспериментальном исследовании того, как электрический квадрупольный и магнитный дипольный моменты изотопов индия зависят от числа нейтронов в них. Ядро индия интересно тем, что его число протонов на единицу меньше ближайшего магического числа. Это делает индий хорошим объектом для изучения одночастичного (в данном случае однодырочного) приближения к теории ядерных сил. Доведя число нейтронов до 80, авторы показали, что старое представление о балансе сил в таких ядрах было ошибочным, и представили два независимых метода вычисления ядерных моментов. Оказалось, что, чтобы точно воспроизвести эксперимент, необходимо учитывать вклады, нарушающие симметрию относительно инверсии времени. Исследование опубликовано в Nature.
Взаимодействие двух нуклонов (протонов или нейтронов) в ядре существенно сильнее и сложнее устроено, чем взаимодействие между двумя электронами или между электроном и ядром. По этой причине физики не очень хорошо умеют его предсказывать. Например, мы знаем, что нуклоны, как и электроны, — это фермионы, поэтому по мере своего прироста они заполняют некоторые оболочки. Но если число электронов, необходимых для заполнения первой, второй и последующих оболочек, довольно легко предсказать из первых принципов, то соответствующие ядерные значения (их еще называют магическими числами) ученые узнают лишь феноменологически: это 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Атомы с полностью заполненными оболочками — инертные газы — обладают очень большой энергией ионизации и неохотно участвуют в химических реакциях. Аналогично магические ядра обладают повышенной энергией связи и большим временем жизни.