Группа ученых под руководством Чэньжун Дина из Университета Сунь Ятсена выяснила природу «магических ядер» — редких изотопов с уникальным соотношением протонов и нейтронов, отличающихся особой стабильностью.
Ранее причины устойчивости этих ядер в реальных ядерных взаимодействиях оставались малоизученными.
Исследователи разработали новый метод, позволяющий описывать структуру ядра с помощью волновых функций, которые учитывают все возможные состояния нуклонов. Этот метод позволил связать квантовую структуру ядра с его стабильностью. Проверка метода была проведена на дважды магическом изотопе олово-132, состоящем из 50 протонов и 82 нейтронов.
Анализ данных подтвердил наличие энергетических уровней, соответствующих магическим числам, предсказанным оболочечной моделью, при низком разрешении. Ученые обнаружили переход от спиновой симметрии к псевдоспиновой симметрии, сопровождающийся появлением магических чисел. Ключевое значение в спин-орбитальном расщеплении имеют трехнуклонные взаимодействия.
Это открытие объединяет экспериментальные данные с теоретическими методами, основанными на первопринципных принципах. Результаты исследования открывают новые возможности для изучения малоизученных аспектов ядерной физики, таких как свойства тяжелых экзотических ядер.