Науковці з Центру рідкісних ізотопних пучків (FRIB) виявили, що ядро ізотопу кобальту-70 може одночасно існувати у двох формах з майже однаковим енергетичним рівнем.

Це відкриття стало можливим завдяки детектору Summing NaI (SuN) у рамках дослідження, яке об’єднало як експериментаторів, так і теоретиків. «Ми не очікували таких ефектів ядерної структури», — зізнався Кейд Дембскі, головний автор дослідження, опублікованого в Nature Communications Physics. Використовуючи метод повного поглинання (TAS), команда виявила, що кобальт-70 демонструє сферичну та деформовану форму ядра одночасно, що є свідченням феномену співіснування форм.

Співіснування форм у ядерній фізиці — це явище, за якого ядро з однаковим числом протонів і нейтронів може існувати в різних геометричних конфігураціях. Цей ефект зазвичай пов’язаний з незначними варіаціями енергії, які дозволяють ядру набувати нової структури. «Більшість людей уявляють ядро як кулю, але форма може бути дуже різною», — підкреслив Шон Ліддік, один з учасників проєкту. Особливо важливим є те, що ці конфігурації мають надзвичайно близькі значення енергії, що робить відкриття унікальним.

Результати дослідження розширюють наше уявлення про нестабільні, екзотичні ізотопи і їхні переходи між станами. Використовуючи TAS і SuN, вчені зосередилися не на енергії кожного гамма-променя, а на сумарній енергії розпаду. «Якщо я зафіксую всі гамма-промені, я зможу точно сказати, звідки вони почали свій шлях», — пояснив Артеміс Спіру. Це дозволило команді виявити ядра, що демонструють співіснування форм навіть при мізерній різниці енергії.

Таким чином, нове відкриття кобальту-70 не лише перевіряє сучасні ядерні моделі, але й відкриває нові напрями для дослідження рідкісних ізотопів. Для Дембскі цей проєкт став початком захоплення ядерною структурою: «До того часу, як ми зосередилися на ньому, я вже був дуже зацікавлений». Дослідження показує важливість міждисциплінарного підходу, коли навіть астрофізичні мотиви можуть привести до фундаментальних відкриттів у фізиці атомного ядра.