Tím na čele so slovenskými vedcami vyvrátil doterajšie tvrdenia: V atómovom jadre to vyzerá inak, ako sme si mysleli

Výsledky na samotnej hranici poznania sa najčastejšie dosahujú v medzinárodnej spolupráci veľkého rozsahu. Vednými odbormi, kde takáto spolupráca vôbec začala a dosiahla pravdepodobne najvyššiu úroveň, sú jadrová a subjadrová fyzika. Preto nie je nezvyčajné, že na veľkých experimentoch napríklad v CERN-e pôsobia kolaborácie s niekoľko tisíc vedcami z celého sveta.

Príkladom medzinárodnej vedeckej spolupráce menšieho, no dôležitého rozsahu je práca, ktorú v týchto dňoch publikoval v prestížnom vedeckom časopise Physics Letters B medzinárodný tím pod vedením Fyzikálneho ústavu SAV.

Slováci vyvrátili domnienky vedcov

„Študovali sme nestabilné atómové jadrá ^177,179Au a dospeli sme k zaujímavým výsledkom, ktoré nám dávajú odpoveď na otázku, akým spôsobom medzi sebou „komunikujú“ rôzne tvary, ktoré môže atómové jadro vytvárať,“ hovorí Martin Venhart z Fyzikálneho ústavu SAV, ktorý bol vedúcim výskumného projektu.

Vieme, že atómové jadrá sa riadia zákonmi kvantovej mechaniky. Pre takéto systémy je príznačná existencia vzbudených stavov, ktoré nesú informáciu o štruktúre a vlastnostiach hmoty. Tá tvorí atómové jadro. Atómové jadro v rôznych stavoch môže nadobúdať rôzny tvar.

Vo všeobecnosti platí, že stavy s rôznym tvarom, napr. guľatý a tvar lopty na britské rugby, sa „nemajú príliš radi“. Slovami Matina Venharta to znamená, že veľmi neochotne sa menia jeden na druhý a preferujú zmenu na podobný tvar.

„V nestabilných atómových jadrách, ktoré sme študovali, sme ale zistili, že existuje stav, ktorý sa mení na dva úplne rozličné tvary so zhruba rovnakou pravdepodobnosťou. Vysvetlenie je, že tento stav je príkladom tzv. Schroedingerovej mačky, teda sa s určitou pravdepodobnosťou vyskytuje v jednom alebo druhom tvare. Až keď sa naň „pozrú“ detektory žiarenia, vyberie si, v akom tvare sa nám ukáže,“ vysvetľuje ďalej podstatu výskumu Venhart z Fyzikálneho ústavu Slovenskej akadémie vied (FÚ SAV).

zdroj: FÚ SAV archív

Spojili sa 4 kontinenty

Nestabilné atómové jadrá ^177,179Au (presne týmto spôsobom ich vedci označujú) na Zemi nenájdeme, preto je potrebné pripraviť ich v laboratóriách. Vedci z mnohých inštitúcií zo štyroch kontinentov sveta realizovali experimentálnu časť práce v cyklotrónovom laboratóriu Univerzity v Jyväskylä vo Fínsku. Celkovo bolo potrebných 24 dní meracieho času na cyklotróne, rozdelených na dve kampane.

„Jedna hodina práce urýchľovača a celej podpornej infraštruktúry stojí niekoľko tisíc eur. Merací čas je prideľovaný súťažným spôsobom na základe predložených návrhov. Finálne rozhodnutie o pridelení resp. zamietnutí je v rukách medzinárodného panelu,“ reprodukuje prácu Venhart a dodáva, že skupina z FÚ SAV vypracovala a predložila oba návrhy experimentov, ktoré boli v plnom rozsahu schválené, realizovala oba experimenty vo Fínsku a viedla medzinárodný kolektív, ktorý analyzoval namerané dáta.

„V tomto kontexte by som rád uviedol, že nielen nás, jadrových fyzikov, veľmi teší, že podpora medzinárodnej vedeckej spolupráce sa objavila v programovom vyhlásení vlády,“ povedal Martin Venhart.

Časopis Physics Letters B je úzko špecializovaný na jadrovú a subjadrovú fyziku a kozmológiu a uverejňuje dôležité nové poznatky v týchto disciplínach.

Z významných výsledkov, ktoré tu boli zverejnené v pomerne nedávnej minulosti, možno spomenúť objav Higgsovho bozónu experimentami ATLAS a CMS v CERN-e. Tento objav, na ktorom majú zásluhu aj vedci z Ústavu experimentálnej fyziky SAV, viedol až k udeleniu Nobelovej ceny teoretickým fyzikom, ktorí existenciu tejto častice predpovedali.