Хелият е изключително важен елемент – той е вторият най-често срещан във Вселената и най-лекият сред благородните газове. Сега физици направиха изключителен пробив и разшириха познанията ни за него – те извършиха най-прецизното до момента измерване на ядрото му.

Международен екип от изследователи установи, че радиусът на ядрото на хелия е 1.67824 фемтометра или 1.67824×10-15 метра. За сравнение – ако ядрото е с размера на вашия палец, то вашият реален палец би бил колкото размера на земната орбита. Това ново измерване е 4,8 пъти по-прецизно от досегашните. Откритията са публикувани в Nature.

Хелиевият атом, в своята най-обилна форма, е съставен от ядро с два протона и два неутрона, обградени от два електрона. Електроните имат отрицателен електрически заряд, докато протоните – положителен. Неутроните нямат електрически заряд, но именно те са онези, които пречат на протоните да се отблъскват един от друг. Протоните и неутроните са създадени от кварки, а кварките си взаимодействат посредством силните ядрени сили.

Това вероятно ви подсказва, че частиците в ядрото не стоят неподвижни и че самото ядро няма ясно дефинирани граници. Неговият радиус се определя посредством взаимодействието между ядрото и отрицателно заредените частици.

По време на своя експеримент учените са променили леко хелият – те са заменили електроните в него с мюони. Мюоните имат същия електрически заряд като електроните, но са 200 пъти по-масивни. Именно благодарение на тази разлика изследователите успяват да извършат по-точните измервания.

„Не работим с нормални атоми, а с екзотични атоми, при които и двата електрона са заменени от един мюон. И така, при един хелий с мюони ние можем да научим повече за структурата на атомното ядро и дори да измерим неговите свойства“, казва старши авторът на проучването Алдо Антогини от института „Пол Шерер“.

Същият подход с мюони бе използван преди няколко години при извършването на по-прецизни измервания на протона.

Източник: IFLScience