Зеркальные ядра продемонстрировали сильное нарушение симметрии
Зеркальные ядра криптона и селена продемонстрировали сильное нарушение симметрии. Физики давно заметили отклонение энергетических состояний этих ядер от ожидаемых и теперь измерили вероятности гамма-переходов в криптоне, селене и броме. Обнаруженные расхождения с теоретическими предсказаниями невозможно объяснить в рамках существующих моделей. Ученые предположили, что они связаны с различиями в форме ядер. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.
Зеркальные ядра — это ядра с одинаковым массовым числом, которые превращаются друг в друга при замене протонов в них на нейтроны, а нейтронов на протоны. У них близкие спектры возбужденных состояний, одинаковые значения спина и четности, а их массы отличаются на небольшую величину.
Существование этих ядер можно объяснить схожестью протонов и нейтронов во всем, кроме заряда. Для сильного взаимодействия, связывающего кварки внутри нуклонов и других адронов, они абсолютно идентичны, и отличаются только одной квантовой характеристикой — проекцией изоспина. Поэтому их рассматривают как разные состояния одной частицы с изоспином ½: у протона его проекция -½, а у нейтрона +½. Небольшую разницу в их массах — всего 0,1 процента — связывают с электромагнитным взаимодействием, считая, что нарушения симметрии сильного взаимодействия малы и не приводят к видимым эффектам.
Физики изучают зеркальные ядра, чтобы получить информацию о нарушениях изоспиновой симметрии. До сих пор основным способом сделать это был анализ разностей энергий возбужденных состояний зеркальных ядер. Недавно нарушение симметрии было обнаружено в зеркальной паре с массовым числом 73: