Нове дослідження фізиків із PTB та MPIK виявило деформацію атомних ядер і встановило нові межі для існування гіпотетичних “темних сил”, що можуть взаємодіяти між нейтронами та електронами.

Традиційно експерименти з пошуку нової фізики виконуються на колайдерах високих енергій, однак ізотопно-зсувна спектроскопія дозволяє отримати важливі результати на низьких енергіях. Цей метод, що вивчає зміни розмірів атомних ядер у різних ізотопах, може виявляти невідомі зсуви енергетичних рівнів, викликані взаємодією з гіпотетичними бозонами.

Вчені дослідили ізотопні зсуви атома ітербію, що вже викликали зацікавлення після несподіваних результатів MIT у 2020 році. Використовуючи мас-спектрометр PENTATRAP Пеннінга та іонні пастки PTB, команда досягла точності вимірювань, що перевищує попередні дослідження у 100 разів. Вони підтвердили аномальні зсуви, але пояснили їх деформацією атомного ядра, що відкриває новий рівень розуміння ядерної структури.

Міжнародна співпраця з ученими Дармштадта, Ганновера та Університету Нового Південного Уельсу дозволила накласти нові обмеження на існування темних сил.

 Відкриття підсилює зв’язок між атомною, ядерною фізикою та фізикою елементарних частинок, відкриваючи нові можливості для подальших досліджень фундаментальних законів природи.