Рассеяние пучков электронов атомными ядрами позволяет исследовать структуру атомных ядер и нуклонов. Свинец, один из самых тяжелых стабильных элементов, нарушает этот порядок.
Физики из университета Иоганна Гутенберга в Майнце (Германия) в ходе эксперимента не только подтвердили реальность этой аномалии, но и доказали, что проблема гораздо глубже. Ранее исследования обнаружили, что при обмене двумя виртуальными фотонами полностью исчезает спин-зависимый эффект, возникающий при столкновении электронов со свинцом. Ученые пришли к выводу, что существует неизученная физика взаимодействия электронов с тяжелыми ядрами, и требуются новые теоретические идеи, чтобы понять это.
Немецкие физики провели высокоточные измерения на микротроне MAMI — высокоточном электронном ускорителе, оснащенном одним из самых чувствительных в мире спектрометров. Ускоритель позволяет с высокой точностью контролировать энергию и угол наклона электронного пучка, что очень важно при попытке обнаружить едва заметные изменения в характере рассеяния, связанные со спином.
Команда провела ряд измерений, где менялась энергия пучка и угол рассеяния — то, что влияет на реакцию ядра. С помощью спектрометров в MAMI, которые могут улавливать чрезвычайно малые изменения импульса и угла, были измерены изменения рассеяния при изменении спина электронов.
Обнаружилось, что эффект не исчезает, а проявляется более отчетливо и в гораздо большем объеме. Это доказало, что поведение свинца резко меняется в зависимости от энергии, что идет вразрез с существующими теоретическими моделями.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Ученые пока не смогли объяснить это явление, эксперименты в данном направлении будут продолжены.
Ранее Наука Mail назвала неожиданные применения ядерной физики в повседневной жизни.
