Фізик Стефан Мальбруно і його дослідницька група в ЦЕРНі використовували унікальне поєднання експериментальних даних, отриманих на установці CERN Isotope Mass Separator On-Line (ISOLDE), і сучасних теоретичних моделей, щоб узгодити експериментальні дані з теорією.
Атомні ядра є складними системами, і теоретичне моделювання їхніх властивостей є складним завданням. Однак в останні кілька десятиліть теоретичні розрахунки стали змінювати наше уявлення про атомні ядра, завдяки зменшенню кількості припущень і збільшенню передбачувальної сили моделей.
Попри це, порівняння теоретичних розрахунків із так званими DFT-розрахунками, які також є фундаментальними, не завжди можливе через обмеження в межах атомних мас. Такі порівняння необхідні для створення ядерної моделі, яка застосовна для всіх випадків.
Використовуючи набір експериментальних методів на установці ISOLDE, включно з методом виявлення світла, що випускається короткоживучими атомами під час висвітлення їх лазерним випромінюванням, Мальбруно та його група визначили радіуси деяких короткоживучих ядер нікелю з однаковим числом протонів, але різним числом нейтронів.
Ці 28% утворюють повну оболонку всередині атомного ядра, що робить їх міцніше пов'язаними і стабільнішими, ніж атоми, які їх оточують.
Такі "чарівні" ядра слугують чудовими перевірками для ядерних теорій, а з погляду їхнього радіусу, нікель стає останнім невивченим елементом, який можна використовувати для проведення розрахунків із використанням DFT.
Зіставляючи дані ISOLDE з трьома ab initio розрахунками і одним DFT розрахунком, вчені виявили, що розрахунки сходяться один з одним з теоретичною похибкою 1/100.
"Узгодженість на такому рівні точності вказує на те, що зрештою буде можливо створити модель, застосовну до всієї таблиці ядер", - зазначив доктор Мальбруно.
Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters.
