Открыт астатин-188: первый протон-излучающий изотоп за 30 лет

Учёные из Финляндии зафиксировали самый тяжёлый из известных науке ядер, распадающийся с испусканием протона — такое событие произошло впервые почти за 30 лет. Предыдущее открытие подобного рода датируется 1996 годом. Новый изотоп, получивший обозначение ¹⁸⁸At (астатин-188), состоит из 85 протонов и 103 нейтронов и стал самым лёгким изотопом астатина, известным на сегодняшний день.

Протонный распад — одна из самых редких форм радиоактивного распада. В этом процессе ядро испускает протон, стремясь к более устойчивому состоянию. Исследование было проведено в лаборатории ускорителей Университета Ювяскюля и стало результатом международного сотрудничества физиков-теоретиков и экспериментаторов. Статья с результатами опубликована в журнале Nature Communications 29 мая 2025 года.

Чтобы получить новый изотоп, учёные облучали мишень из природного серебра пучком ионов стронция-84. В результате ядерной реакции синтезировалось ядро ¹⁸⁸At, которое удалось зафиксировать с помощью системы детекторов и разделителя RITU. Подобные эксперименты крайне сложны: такие нестабильные ядра живут доли секунды и образуются в ничтожных количествах, поэтому для их изучения требуются максимально точные и чувствительные методы.

Помимо экспериментальной части, исследователи расширили теоретическую модель, позволяющую интерпретировать полученные данные. Оказалось, что новое ядро имеет сильно вытянутую форму — в ядерной физике её называют пролатной, или «в форме арбуза». Более того, поведение протона на внешнем энергетическом уровне указывает на неожиданные особенности взаимодействий, ранее не наблюдавшиеся у тяжёлых ядер .

Это открытие стало частью докторской диссертации Хенны Кокконен, аспирантки Университета Ювяскюля. Ещё в 2023 году, в своей магистерской работе, она открыла другой редкий изотоп — астатин-190. Теперь же ей вновь удалось внести вклад в расширение границ известной ядерной материи.

«Открытие новых изотопов — редкое событие в мире, и я счастлива, что смогла уже второй раз стать частью научной истории, — говорит Кокконен. — Каждый эксперимент невероятно сложен, но именно такие исследования позволяют нам лучше понять, из чего состоит материя и как устроено атомное ядро».