«Мюоны в десятки раз ближе»: прорыв в изучении атомов

Исследователи из Университета Квинсленда сделали важный шаг в изучении мюонных атомов, открыв путь к новым экспериментам в ядерной физике. Работа была опубликована в журнале Physical Review Letters.

Команда Школы математики и физики Университета Квинсленда совместила теоретические расчёты с экспериментами и показала, что эффект ядерной поляризации не ограничивает исследование мюонных атомов — редких образований, в которых вместо электрона вокруг ядра вращается мюон, тяжёлый аналог электрона.

По словам соавтора исследования, доктора Одиль Смитс, это открытие позволяет более точно изучать магнитную структуру ядра с помощью мюонных атомов.

«Мюонные атомы невероятно интересны, — отметила она. — Поскольку мюон в десятки раз тяжелее электрона, он вращается ближе к ядру и “видит” его структуру гораздо чётче».

До сих пор такие исследования сдерживались из-за неопределённости: насколько ядерная поляризация влияет на гипертонкую структуру — тонкие энергетические расщепления в атомах. Этот эффект напоминает влияние Луны на приливы — он искажает форму ядра.

«Мы показали, что влияние ядерной поляризации в мюонных атомах значительно меньше, чем считалось ранее», — добавила Смитс.

Руководитель проекта, доцент Жасинда Гингес, подчеркнула, что результаты устранили серьёзное препятствие на пути к более глубокому пониманию ядерной структуры и фундаментальной физики.

Независимую проверку расчётов провела доктор Наталия Орешкина из Института ядерной физики имени Макса Планка в Хайдельберге (Германия).

Теперь, по словам авторов, можно ожидать новую волну экспериментов с мюонными атомами, в том числе в Институте Пауля Шеррера в Цюрихе, где уже ведётся масштабная программа исследований этих экзотических частиц.