Физики объяснили происхождение «магических чисел», определяющих стабильность атомных ядер

Международная группа учёных решила одну из давних проблем ядерной физики — установила механизм возникновения так называемых магических чисел. Результаты опубликованы в феврале 2026 года.

Магическими числами в ядерной физике называют определённые количества протонов или нейтронов — 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126, — при которых атомные ядра демонстрируют аномально высокую стабильность. Явление было описано ещё в 1949 году Марией Гёпперт-Майер и Хансом Йенсеном, которые предложили оболочечную модель ядра и в 1963 году получили за это Нобелевскую премию по физике. Однако на протяжении более семи десятилетий оставалось неясным, почему именно эти числа порождают повышенную устойчивость ядер на фундаментальном уровне квантовых взаимодействий.

Для решения задачи исследователи применили математический аппарат, работающий по принципу микроскопа с переменным разрешением. Этот метод позволяет анализировать поведение нуклонов — протонов и нейтронов — на разных масштабах энергии, последовательно переключаясь между крупными и мелкими деталями ядерной структуры. Благодаря такому подходу удалось проследить, как из квантовых взаимодействий между отдельными нуклонами и действующими на них силами — сильным ядерным взаимодействием и электромагнитным отталкиванием протонов — формируются замкнутые энергетические оболочки, соответствующие магическим числам.

Полученные результаты объясняют, почему ядра с магическим числом нуклонов требуют значительно больше энергии для отрыва дополнительного протона или нейтрона по сравнению с соседними элементами таблицы Менделеева. Это открытие имеет прямое значение для астрофизики, в частности для понимания процесса нуклеосинтеза — образования тяжёлых элементов при взрывах сверхновых и слияниях нейтронных звёзд.

Источник: New Scientist Ltd.