Το πείραμα μετατόπισης σχήματος προκαλεί την ερμηνεία του τρόπου με τον οποίο κινούνται οι πυρήνες του καδμίου
Σε ένα νέο πείραμα, οι φυσικοί στο Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν έχουν καταγράψει τις πρώτες εικόνες για το πώς ο ατομικός πυρήνας του καδμίου-111 αλλάζει σχήμα καθώς απορροφά την ενέργεια. Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύονται στο περιοδικό Nature Physics, αμφισβητούν την τρέχουσα κατανόησή μας για το πώς κινούνται και αλληλεπιδρούν οι ατομικοί πυρήνες.
Ο πυρήνας είναι ο κεντρικός πυρήνας ενός ατόμου, που περιέχει το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του. Αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια, τα οποία συγκρατούνται από την ισχυρή πυρηνική δύναμη. Η ισχυρή πυρηνική δύναμη είναι πολύ ισχυρή, αλλά έχει επίσης πολύ μικρό εύρος, οπότε λειτουργεί μόνο σε πολύ μικροσκοπικές αποστάσεις. Αυτό σημαίνει ότι ο πυρήνας είναι ένα πολύ πυκνό αντικείμενο, με όλα τα πρωτόνια και τα νετρόνια να συσκευάζονται πολύ σφιχτά μαζί.
Όταν ένα άτομο απορροφά την ενέργεια, ο πυρήνας μπορεί να διεγείρει και να αλλάξει το σχήμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ενέργεια μπορεί να προκαλέσει την κίνηση των πρωτονίων και των νετρονίων μέσα στον πυρήνα, αλλάζοντας τον τρόπο που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Οι φυσικοί του κράτους του Μίτσιγκαν χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται "διέγερση Coulomb" για να διεγείρει τον πυρήνα του καδμίου-111. Η διέγερση Coulomb περιλαμβάνει την πυροδότηση μιας δέσμης ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας σε στόχο από κάδμιο-111. Τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν με τα πρωτόνια στον πυρήνα του καδμίου-111, προκαλώντας τους να κινηθούν και να αλλάξουν το σχήμα του πυρήνα.
Οι φυσικοί χρησιμοποίησαν έπειτα μια ειδική κάμερα για να τραβήξουν φωτογραφίες του πυρήνα του καδμίου-111 καθώς άλλαξε το σχήμα. Οι εικόνες έδειξαν ότι ο πυρήνας άλλαξε από σφαιρικό σχήμα σε ένα πιο επιμήκη σχήμα. Αυτή είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες ήταν σε θέση να συλλάβουν τέτοιες λεπτομερείς εικόνες ενός πυρήνα που αλλάζει το σχήμα.
Τα αποτελέσματα του πειράματος αμφισβητούν την τρέχουσα κατανόησή μας για το πώς κινούνται και αλληλεπιδρούν οι ατομικοί πυρήνες. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι ιδιότητες μετατόπισης του σχήματος του πυρήνα του καδμίου-111 μπορεί να οφείλονται στο γεγονός ότι ο πυρήνας δεν είναι άκαμπτο αντικείμενο, αλλά μάλλον μια πιο υγρή δομή. Αυτό θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις για την κατανόησή μας για το πώς συμπεριφέρονται οι ατομικοί πυρήνες σε πυρηνικές αντιδράσεις και άλλες πυρηνικές διεργασίες.
Οι φυσικοί του κράτους του Μίτσιγκαν σχεδιάζουν τώρα να εκτελέσουν περαιτέρω πειράματα για να μελετήσουν τις ιδιότητες μετατόπισης του σχήματος άλλων ατομικών πυρήνων. Πιστεύουν ότι αυτά τα πειράματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε μια νέα κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των ατομικών πυρήνων και του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
