Mezinárodní tým, který pracuje na zařízení pro testy se svazky iontů ISOLDE v laboratoři CERN, ukázal, že některá atomová jádra mohou mít tvar hrušky. Tato pozorování odporují některým dosud přijímaným modelům atomového jádra, jiné teorie pak musí vědci opravit, aby byly s těmito výsledky konzistentní. Závěry z pozorování byly 8. května publikovány v časopise Nature.
Většina jader má tvar rugbyového míče. Současné nejlepší teorie předpovídají takový tvar, ale zároveň z nich plyne, že pro speciální kombinace počtu protonů a neutronů, mohou existovat asymetricky tvarovaná jádra, například jádra hruškovitého tvaru. V tomto případě je na jedné straně více hmoty než na druhé.
Donedávna bylo velmi obtížné pozorovat taková jádra experimentálně. Ale průkopnická technika měření na experimentu ISOLDE umožnila úspěšně studovat krátkou dobu existující izotopy Radon 220 a Radium 224.
Fyzik Peter Butler z University of Liverpool řekl: „Podařilo se nám ukázat, že Radium 224 má opravdu tvar hrušky, Radon 220 pak nemá stabilně tento tvar, ale vibruje okolo něj. Tyto výsledky odporují některým zavedeným modelům atomového jádra a jiné pomohou vylepšit.“
Experimentální pozorování asymetrických jader jsou důležitá nejen po pochopení struktury jádra, ale mohou pomoci také pokusům o změření elektrických dipólových momentů (EDM) atomů. S pomocí EDM lze určit rozložení kladného a záporného náboje v atomu.
Podle Standardního modelu by měla být hodnota EDM v atomu pod hranicí současných pozorovacích možností. Ovšem mnohé teorie, které se snaží o vylepšení Modelu, předpovídají opak. Pokud by hodnota byla změřena, naznačovala by existenci neznámé fyziky za Standardním modelem (SM), což by po objevu „nudného Higgsova bosonu“ (jeho parametry dobře odpovídají SM) znamenalo revoluci. (Přesněji řečeno by to byl další příklad narušení CP-symetrie, to implikuje i narušení T-symetrie neboli časové symetrie, tzn. při obráceném běhu času by se hodnota této veličiny nezměnila. O tom, co je to CP-symetrie, se stručně můžete dočíst v článku o pozorováních rozdílů mezi hmotou a antihmotou)
Za účelem potvrzení nebo vyvrácení těchto teorií budou experimenty hledající EDM vylepšeny. Jedním z možných vylepšení je právě použití zmíněných asymetrických jader. Masovější produkce takových jader tedy slibuje velké naděje pro experimentální programy zabývající se EDM.
„Naše měření přímo pomůžou hledání nenulového EDM, které v současnosti probíhá v Evropě a USA, kde se vyvíjí speciální techniky, jak využít neobvyklé vlastnosti izotopů radonu a radia,“ dodal Butler. „Podle našich očekávání mohou být data z našich jaderných experimentů skombinována s výsledky měření EDM v atomových pastech a můžeme tak vytvořit jeden z nejspolehlivějších testů SM.“
Ředitel CERN pro Výzkum a vědecké výpočty, Sergio Bertolucci uvedl: „Fakt, že velmi kvalitní svazky radioaktivních iontů radonu a radia mohou být produkovány v intenzitách dostatečných pro potřeby těchto experimentů je potvrzením unikátních možností CERN a především důkaz velké odbornosti týmů, které tyto svazky vyvíjejí v rámci experimentu ISOLDE.
Zdroj: CERN press office
