Ядерні фізики з університету Теннессі (UT) у співпраці з вченими ЦЕРН представили результати дослідження, що прояснює механізми формування золота, платини та інших важких елементів. У статті, опублікованій у Physical Review Letters, описуються три ключові відкриття щодо поведінки нестабільних атомних ядер під час r-процесу (швидкого захоплення нейтронів), який відбувається при колапсі зірок і зіткненні нейтронних зірок.
Експерименти проводилися на установці ISOLDE в ЦЕРН з використанням рідкісного ізотопу Індій-134. Основним досягненням став перший в історії вимір енергії нейтронів при бета-затриманій емісії двох нейтронів одночасно. Раніше вчені не могли точно зафіксувати цей процес через нестабільність екзотичних ядер та технічні складнощі ідентифікації частинок, що вилітають. Нові дані дозволяють значно покращити точність теоретичних моделей, які описують шлях перетворення легких ядер на важкі вздовж так званої доріжки нуклідів.
Другим важливим відкриттям стало виявлення передбаченого 20 років тому одночасткового нейтронного стану в олові-133. Дослідники спростували теорію «ядра-амнезіаку», згідно з якою ядро олова повністю втрачає інформацію про своє походження (розпад Індію-134) під час охолодження. З’ясувалося, що пам’ять про попередній стан зберігається, що вимагає перегляду існуючих статистичних моделей ядерних реакцій.
Третій результат показав нетипове розподілення рівнів енергії в досліджуваних ізотопах, яке не відповідає стандартним очікуванням фізиків. За словами професора Роберта Гживача (Robert Grzywacz), ці аномалії вказують на необхідність розробки нових теоретичних підходів для опису екстремальних систем, що знаходяться далеко від лінії стабільності. Отримані відомості стануть фундаментом для створення точніших симуляцій зіркових вибухів та синтезу матерії у Всесвіті.
