Ученые впервые зафиксировали проявление внутренней магнитной структуры ядра с помощью молекулы

Ученые из международного коллектива CRIS Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) впервые исследовали проявление магнитной структуры ядра в молекуле — радий-фториде (RaF). Им удалось синтезировать молекулы, содержащие короткоживущие ядра радия 225 с периодом полураспада около двух недель, и измерить их спектр с рекордной точностью. Полученные данные сравнили с расчетами ученых Петербургского института ядерной физики имени Б.П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт» (Гатчина) и Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург), выполненными на основе новой теории. Эксперименты подтвердили, что в молекуле действительно проявляется влияние внутреннего распределения магнитного поля в ядре, что стало прямым свидетельством эффекта Бора–Вайскопфа на молекулярном уровне.

Молекула RaF представляет особый интерес для фундаментальной физики. Благодаря грушевидной форме ядра радия-225, усиливающей эффекты нарушения симметрий, молекулярные системы с этим ядром могут использоваться для поиска новых физических взаимодействий, связанных с несохранением пространственной инверсии и обращения времени. Эти исследования помогут лучше понять природу материи и причины барионной асимметрии Вселенной — того, почему во Вселенной вещество преобладает над антивеществом так сильно.

«Совпадение теоретических и экспериментальных данных по молекуле RaF демонстрирует, что современные методы молекулярной теории позволяют описывать взаимодействие электронов с ядром c субпроцентной точностью, и, в сочетании с экспериментом, выявлять тонкие эффекты. Эта работа является важным шагом к еще более чувствительным экспериментам на RaF, в которых можно будет искать проявления Новой физики и нарушения фундаментальных симметрий. Кроме того, развитые подходы применимы к другим задачам прецизионной атомной спектроскопии, которая лежит в основе сверхточных атомных часов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Леонид Владимирович Скрипников, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Петербургского института ядерной физики имени Б.П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт», доцент СПбГУ.