Elektrolyticky čištěné stříbro. Kredit: Alchemist-hp, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Olovo-208 je konečným produktem thoriové řady. Je to nejběžnější přírodní izotop olova a představuje asi polovinu olova kolem nás. Současně je vůbec nejtěžším ze všech známých izotopů. Vědci si mysleli, že atomové jádro tohoto výjimečně stabilního izotopu je perfektně kulaté. Ukázalo se, že ne.

Paul Stevenson. Kredit: Kredit: University of Surrey.

S průlomovým výzkumem, který to změnil, přichází mezinárodní tým, který vedl Jack Henderson z britské University of Surrey. Vědci použili vysoce přesnou experimentální sondu a s její pomocí prozkoumali tvar jádra atomu olova-208. Podle toho, co zjistili, není kulaté, nýbrž poněkud protáhlé, zhruba jako ragbyový míč. Jak říká Henderson, udělali čtyři nezávislá měření s nejcitlivějším vybavením na světě pro tento typ výzkumu a nakonec dospěli k jednoznačnému výsledku.

Logo. Kredit: University of Surrey.

V laboratořích Argonne National Laboratory bombardovali atomy olova částicemi urychlenými na 10 procent rychlosti světla. Při takové rychlosti by za sekundu oběhly celou Zemi. Při srážkách vznikalo specifické gama záření, odpovídající excitovaným kvantovým stavům v jádru olova-208, které analyzovali s využitím gama spektrometru GRETINA a díky tomu mohli odvodit tvar atomového jádra.

Jak říký Hendersonův kolega Paul Stevenson, jejich výsledky rozbořily to, co bylo považováno za vcelku jasné a srozumitelné. Teď se s kolegy snaží pochopit, proč má jádro olova-208 takový tvar. Jednou z možností je, že jádro olova-208 vibruje méně pravidelně, než odborníci předpokládali. Další výzkum by měl ukázat víc.

Výzkum, který spojil experty z předních center jaderné fyziky v Evropě a Severní Americe, otřásl základními principy jaderné fyziky a současně otevřel dveře k navazujícímu výzkumu v oblasti stability atomového jádra, astrofyziky a kvantové mechaniky.

Video: Introduction to Lead (Pb) Isotopes and Decay

Literatura

University of Surrey 20. 2. 2025.

Physical Review Letters 134: 062502.