Физики изучили результаты бета-распада радиоактивных изотопов кислорода — 13 с восемью протонами и пятью нейтронами. В редких случаях атом распадается на четыре частицы: три ядра гелия (альфа-частицы) и протон.
Исследователи использовали для наблюдения бета-распада циклотрон, установленный в Техасском университете A&M. В ускорители частиц атомы кислорода — 13 разгоняли до 10% скорости света и направляли в специальный детектор, заполненный углекислым газом.
Примерно через 10 мс атомы кислорода — 13 распадаются, испуская позитрон (античастицу электрона) и антинейтрино. Изучая следы, оставленные в газе, физики определили частицы, которые образуются в результате бета-распада. Анализ показал, что один раз на 1200 распадов в результате формируются четыре частицы.
Данные наблюдения радиоактивного распада на четыре частицы. Изображение: J. Bishop
Бета-распад — это тип радиоактивного распада, обусловленный слабым взаимодействием. В этом процессе протон превращается в нейтрон и излучает часть полученной энергии, испуская позитрон и антинейтрино. После этого начального бета-распада у образовавшегося ядра достаточно энергии, чтобы выпарить лишние частицы и стать более стабильным.
Новый вид распада — первое наблюдение трех ядер гелия (альфа-частиц) и протона, испускаемых после бета-распада. Анализ собранных данных позволит ученым улучшить представления о процессах распада и свойствах ядер исходных атомов.
