A klasszikus koncepció alapján szabályos gömbnek képzeltük az ólom atommagját, azonban mint kiderült, gerjesztett állapotban már más formát mutat.
A Surrey-i Egyetem fizikusai által vezetett nemzetközi kutatás arra a megállapításra jutott, hogy az ólom−208 atommagja nem tökéletes gömb alakú, hanem kissé elnyújtott, akár egy szilva. A felfedezés nagy változást jelent a nehéz elemek kialakulásával és magjával kapcsolatos elképzelésekben.
Az ólom−208 a legnehezebb ismert stabil izotóp, ennek oka, hogy magja duplán mágikus. A mágia itt nem a tolkieni vagy rowlingi, hanem matematikai és magfizikai értelemben használtatik: olyan számú részecskéket takar (2, 8, 20, 28, 50, 82, 126), amik komplett héjat képesek alkotni az atommagban, ezért kiemelkedően stabilak. Az ólom−208 magjában 82 proton és 126 neutron található, ezért duplán mágikus és – ha még nem említettük – stabil.
A kutatók az izotópot az egyesült államokbeli Illinois-ban, az Agronne Nemzeti Laboratórium részecskegyorsítójában bombázták a fénysebesség tizedére gyorsított részecskenyalábokkal. Az atommag a gerjesztés hatására gamma-sugarakat bocsátott ki, amiket a jelenlegi csúcstechnológiát jelentő Gretina gammasugár-spektrométerrel figyeltek meg.
A gamma-spektrométer lényege ugyanaz, mint a látható fény színképelemzése, amelyből anyagok, csillagok kémiai összetételére következtethetünk. A gamma-sugarak energiájának elemzésével felderíthető például a Hold felszínén található thorium vagy a Marson lévő víz. A Gretina/Greta műszert 2010 óta egy sor amerikai fizikai laboratóriumban szerelték össze és használták atomfizikai kutatásokra.
A világ legérzékenyebb kísérleti berendezéseit használva, négy különböző mérést kombinálva jutottunk erre a váratlan eredményre. Minket is meglepett, hogy az ólom−208 nem gömbölyű, ahogy az ember naivan feltételezi. Ez az eredmény közvetlen kihívást jelent az elmélettel foglalkozó kollégáknak, és a jövőre nézve izgalmas új kutatási irány
– vélekedett Jack Henderson, a kutatás vezetője.
Az atommag felépítése és viselkedése bonyolultabb, mint eddig gondoltuk, és a Surrey Magfizikai Kutatócsoport elméleti munkatársai jelenleg az új eredményt tükröző atommagmodell megalkotásán dolgoznak.
Az egyik lehetőség, hogy a kísérlet során az ólom–208 gerjesztett magjának vibrációja nem volt annyira szabályos, mint azt feltételeztük. Most az elmélet finomításán vagyunk, hogy eldőljön, jók-e ezek az elképzelések
– mondta Paul Stevenson professzor, az elméleti csapat vezetője.
Az atommag ellipszoid alakja fontos lehet a kvantumfizika és az asztrofizika számára. Következményei legközvetlenebbül a nehéz elemek kutatását érintik, esetünkben egy másik amerikai nemzeti laboratóriumot, a kaliforniai Lawrence Berkeley-t. Itt a 120. elem előállításán dolgoznak, amely – ha a mágikus számok varázsereje elegendőnek bizonyul – stabilabb lesz, és a Motörhead frontemberéről nevezik el.