Это материал из гида Атомы науки, приуроченного к 75-летию атомной
промышленности. Партнер гида Росатом.Что это?Карта нуклидов, на
которой отмечены экзотические ядра атомов, проявляющие
нестандартные, экзотические свойства.Атомное ядро это центральная
часть атома, в которой сосредоточена практически вся его масса и
положительный электрический заряд. Оно представляет собой систему
плотно упакованных протонов и нейтронов, удерживаемых вместе
мощными и короткодействующими ядерными силами взаимного притяжения
сильным взаимодействием. В современной физике протон и нейтрон
рассматриваются как два разных состояния одной частицы, называемой
нуклоном.В 1936 году датский физик Нильс Бор предложил капельную
модель, согласно которой ядро рассматривается как капля несжимаемой
заряженной жидкости. Эта модель с большой точностью описывает
поведение стабильных ядер. Однако с ее помощью было очень сложно
описать поведение экзотических ядер сверхтяжелых (с большим
количество нуклидов) и несимметричных (с аномальным количеством
протонов или нейтронов).Экзотические ядра могут проявлять
совершенно неожиданные свойства. Они могут бешенно вращаться из-за
большого углового момента. Часто встречаются кластерные,
представляющие собой не каплю, а условную молекулу ядра, состоящие
сразу из нескольких ядер. Также экспериментально были открыты ядра
с нуклонным гало, у которых вокруг плотной массы основных нуклонов
вращаются один или несколько валентных нуклонов-планет протонов или
нейтронов. Иногда даже возникают ядра с невозможным в классической
физике борромиевским свойством гало, у которых потеря одного
вращающегося нуклона ведет к обязательной потере еще одного или
нескольких. Встречаются ядра, на поверхности которых выступает слой
нейтронов, называемый нейтронной кожей. Наконец, в ходе
экспериментов были обнаружены очень сильно деформированные ядра,
приобретающие различные несферические формы.Экзотические ядра
меняют представление о том, как выглядит атом. Они живут крайне
недолго с точки зрения обыденного восприятия времени, однако
достаточно долго с точки зрения ядерной физики, чтобы быть для нее
подходящим объектом исследования, изотоп, испытывающий бета-распад
за 1 миллисекунду, для ядерной физики живет практически
вечность.Чем это интересно для науки?На Земле нельзя встретить
образовавшиеся естественным путем экзотические ядра.
Соответственно, для изучения нам необходимо создавать их
искусственно. Поэтому основным для науки вопросом является поиск
оптимальных способов их синтеза. Кроме того, закономерности
образования экзотических ядер и их свойства изучены еще
недостаточно хорошо, поэтому принципиально важным направлением
теоретической работы является создание новых моделей, описывающих
поведения ядер атомов.Так были открыты экзотические формы распада
ядра протонный и двухпротонный. Могут существовать и еще более
экзотические формы радиоактивных распадов двухнейтронный и
четырехнейтронный.Почему это важно знать?Сегодня ядерной физике
известно примерно 3300 открытых изотопов, и каждый год открываются
десятки новых. По разным теоретическим оценкам еще предстоит
открыть 20003000. Многие из них будут экзотическими. Их изучение
имеет огромную значимость как для астрофизики, так и для понимания
характера эволюции Вселенной.
