Тяжелый элемент оказался не в форме: группа физиков из Центра изучения тяжелых ионов имени Гельмгольца в немецком Дармштадте измерила ядро элемента периодической системы №102, нобелия, и обнаружила, что его ядро имеет вытянутую форму — как пишут в редакционной заметке журнала Nature, форму мяча для регби.
Направляя на одиночные атомы нобелия (изотопов 252, 253 и 254) лазерные импульсы разной частоты, ученые измеряли степень ионизации, то есть количество электронов, которых лазерное излучение оказывалось способно оторвать от ядра. Измерения показали, что ядра этих изотопов нобелия имеют продолговатую форму. Это не делает нобелий исключением из правил; на самом деле очень немногие изотопы немногих элементов в невозбужденном состоянии имеют форму, близкую к сфере; для других (даже для легких элементов) известны сложные геометрические конфигурации с двух- и даже трехосевой симметрией. Представление о самых распространенных из них дает эта картинка:
В некотором смысле ядро нобелия оказалось похожим не только на мяч для американского футбола, но и на пончик; концентрация протонов в нем оказалась выше на периферии ядра и ниже в центре. Это тоже не такая уж редкость: недавно ученые обнаружили, что в центре ядра изотопа кремния-34 тоже есть «дырка» — область, где протонов меньше, чем по краям ядра.
Нобелий стал самым тяжелым элементов из тех, ядро которого измерили с такой точностью. Проблема с тяжелыми (тяжелее 92-го элемента, урана) элементами заключается в том, что большинство их изотопов нестабильны; в природе они не существуют, их приходится получать в лаборатории, причем некоторые из них существуют всего доли секунды, а затем распадаются. На сегодняшний день самый тяжелый элемент, который удалось получить — оганесон (118-й). Существует, однако, гипотеза об «острове стабильности»; согласно ей, очень-очень тяжелые ядра трансурановых элементов могут оказаться более стабильными (и более удобными для изучения), чем те, что получены на сегодняшний день. Изучая свойства известных трансурановых элементов, таких как нобелий, ученые рассчитывают больше узнать о силах, действующих на атомное ядро, и точнее предсказать поведение элементов «острова стабильности».
