Sciencemag.cz
Doporučujeme
Studium slabé jaderné síly je mimořádně obtížné, protože ji „zastiňuje“ silná i elektromagnetická interakce. V rámci základních sil Standardního modelu je nám tak přístupná nejhůře. Nyní vědci získali nové poznatky o slabé interakci díky podrobnému studiu rozpadů beta „zrcadlových“ jader lithia-8 a boru-8. (Zrcadlovými jádry se zde míní atomy s obráceným počtem protonů a neutronů. Například lithium-8 má 3 protony a 5 neutronů, zatímco bor-8 má 5 protonů a 3 neutrony.)
Slabá jaderná síla řídí proces jaderného rozpadu beta. Při tomto rozpadu emituje proton nebo neutron v jádře částici beta (elektron nebo jeho antičástici, pozitron) a neutrino.
Nové, citlivější měření vlastností rozpadu beta si kladlo za cíl zjistili teoretické vlastnosti slabé jaderné síly, které v současnosti nejsou zahrnuty ve Standardním modelu částicové fyziky. Studii provedl tým jaderných fyziků z Lawrence Livermore National Laboratory, Argonne National Laboratory a Louisiana State University
Zrcadlová jádra poskytují možnost studovat slabou jadernou sílu se zvýšenou citlivostí. Předpokládaná signatura mnoha hledaných nových efektů by dala vzniknout opačným příspěvkům ve dvou různých jádrech. To by vědcům umožnilo porovnat výsledky lithia-8 a boru-8 a izolovat příspěvky k rozpadu od každého jádra.
Při studiu obou těchto jader pomocí tzv. Paulovy pasti s rozpadem beta, zařízení, které zachycuje mračna iontů ve vakuu, vědci s vysokou přesností určili energie a směry emitovaných částic beta a dvou částic alfa. Tento přístup umožnil rekonstruovat kompletní vlastnosti rozpadu, včetně příspěvku neviditelného/nezachyceného neutrina.
Standardní model (SM) předpovídá rozložení emisních úhlů pro částici beta a neutrino a jakýkoli pozorovaný rozdíl by odhalil nové aspekty slabé jaderné síly.
Tým hledal rozdíly menší než 1 %, což vyžadovalo důkladné porozumění aparatuře a detekčnímu systému, navíc ve spojení s nově vyvinutým teoretickým přístupem. Výsledky dosáhly dosud nejvyšší přesnosti v tomto typu experimentu. Závěr zní, že vlastnosti beta rozpadů radioaktivních zrcadlových jader lithia-8 a boru-8 jsou v dokonalém souladu s předpověďmi Standardního modelu.
A. T. Gallant et al, Angular Correlations in the β Decay of 8B : First Tensor-Current Limits from a Mirror-Nucleus Pair, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.192502
Zdroj: US Department of Energy / Phys.org, přeloženo / zkráceno
