Figur 1:Schematisk representation av den experimentella metod som används för att observera starkt korrelerade neutron- och protonpar i syre-16 kärnor. Den översta figuren visar en skridskoåkare som närmar sig med en matchande hastighet (Skater A, vänster), smidigt greppa Skater B (mitten) från ett snurrande par skridskoåkare, vilket är en analogi för upptagningen av en neutron från ett starkt korrelerat proton-neutronpar av en infallande proton – visat i den nedre figuren. Den utgående deuteronen analyserades av den högupplösta Grand Raiden-spektrometern vid Osaka University, medan den rekylande protonen detekterades av en array mittemot spektrometern. Kredit:Osaka University 
Vikten av tensorkraften har observerats i bindningsenergierna hos lätta partiklar, men än så länge har deras effekt på kärnkraftsstrukturen inte studerats på ett mer direkt sätt. Tidigare experiment på området har visat antingen förmågan att detektera nödvändiga partiklar, eller den upplösning som krävs för att undersöka denna kärnkraftskomponent. Dock, ingen har visat både upplösningen och förmågan att koppla den observerade stora momentumöverföringen av proton-neutronparen (eller nukleonparet) till kärnstrukturen.
Nu, ett internationellt forskningssamarbete inklusive Osaka University har rapporterat de första bevisen på sambandet mellan starkt korrelerade proton-neutronpar i en atomkärna inducerad av tensorinteraktioner och kärnstrukturen. Forskarna använde ett protonspridningsexperiment för att fånga den starka interaktionen mellan proton-neutronpar med måttlig energiupplösning i sluttillstånden. Genom att mäta den samtidiga förekomsten av deuteroner (partiklar som består av en proton och en neutron) och protoner som rör sig i motsatta riktningar, de har kunnat visa dominansen av särskilda kärnkraftsstrukturer. Deras resultat publicerades i Fysiska granskningsbrev .
Figur 2:Den översta figuren visar hur den elektromagnetiska kraften som verkar mellan två stångmagneter förändras beroende på deras orientering, vilket är en exakt analogi för fallet med tensorkraft som verkar mellan en proton och en neutron i en atomkärna – visat i den nedre figuren. Kredit:Osaka University
"Beteendet vi har upptäckt kan liknas vid ett par skridskoåkare som utför ett snurr - en av dem representerar en proton och den andra representerar en neutron, " studieförfattaren Hooi Jin Ong förklarar. "Om en tredje skridskoåkare (en annan proton) närmar sig med rätt hastighet och plockar upp neutronen, de reser iväg tillsammans i en riktning och effekten av att de flyttar av får den ursprungliga protonen att färdas i motsatt riktning. Att upptäcka och analysera en sådan händelse leder till information om den nukleära strukturen."
"Vår data, förvärvad på GRAF-strållinjen vid cyklotronanläggningen i Osaka, är de första som visar detta beteende vid stor fartöverföring, ", säger studieförfattaren Satoru Terashima. "Vi hoppas att våra resultat kommer att vara användbara inte bara för kärnfysiker, men också till forskare som arbetar inom en mängd olika områden, särskilt astrofysik."
Det förväntas att förbättra vår förståelse av hur neutron- och protonparningen påverkar kärnstrukturen, nämligen energinivåerna och det magiska talet (antalet protoner och neutroner som ger kärnor avsevärt större stabilitet än andra kombinationer) kommer att leda till en bättre förståelse av neutronstjärnornas och andra himlakroppars inre strukturer.
