Тайна распада: как алюминий-20 бросил вызов законам физики

Радиоактивный распад — это не просто процесс потери энергии нестабильными ядрами. Это ключ к пониманию устройства материи. Особенно интересны редкие формы распада, например, испускание протонов: они помогают учёным исследовать ядра, находящиеся на грани стабильности.

Невероятное открытие: алюминий-20

Группа учёных из Института современной физики (Китайская академия наук) вместе с коллегами впервые обнаружила изотоп алюминия-20. Это ядро не просто распадается — оно выбрасывает сразу три протона, что делает его уникальным объектом для изучения.

Доцент IMP Сюй Сяодун объясняет, что алюминий-20 — самый лёгкий из известных изотопов этого элемента. В нём на семь нейтронов меньше, чем в стабильном алюминии-27, и он находится за пределами протонной капельной линии.

Чтобы зафиксировать изотоп, учёные использовали метод in-flight decay на фрагментном сепараторе в Центре тяжёлых ионов GSI (Дармштадт, Германия). Главным открытием стали угловые корреляции между продуктами распада:

• сначала алюминий-20 испускает один протон, превращаясь в магний-19.
• затем магний-19 распадается, выбрасывая сразу два протона.

Почему это важно?

Это первый случай, когда зафиксирован трёхпротонный эмиттер с промежуточным двухпротонным распадом. Но самое интересное — энергия распада оказалась ниже расчётной, что указывает на нарушение изоспиновой симметрии между алюминием-20 и его зеркальным аналогом — неоном-20.

Открытие помогает глубже понять механизмы распада ядер за пределами стабильности. Известно более 3300 нуклидов, но лишь 300 из них стабильны. Остальные — радиоактивны, и среди них встречаются удивительные формы распада:

• однопротонный (известен с 1970-х).
• двухпротонный (открыт в XXI веке).
• а теперь и трёхпротонный — новый шаг в ядерной физике.