Kärnor kan vara runda, som en fotboll, eller avlånga, som en fotboll. Andra är något avlånga men missformade, som en potatis. Ett av de enda två sätten att observera den tredje formen, sällan stött på, är när kärnan vinglar som en sned topp.

Forskare hade tidigare sett dessa sällsynta triaxialkärnor vackla på sina kortare, tvärgående axlar. Men forskare och medarbetare vid University of Notre Dame upptäckte nyligen att kärnorna också vinglar på sina mellanliggande axlar. Deras forskning, "Längsgående vacklande rörelse in ¹⁸⁷ Au, " publicerades nyligen i den främsta fysiktidskriften, Fysiska granskningsbrev .

Arbetet tog fyra till fem dagar att slutföra när teamet samlades vid Argonne National Laboratory, i Illinois. Notre Dame fysikstudent, Nirupama Sensharma, vem var den första författaren på tidningen, tillbringade ungefär ett år med att analysera uppgifterna. Hennes arbete uppmärksammades nyligen i Natur .

Sensharma arbetade med Umesh Garg, professor vid institutionen för fysik, att utveckla ett experiment med en isotop av guld för att ta reda på om kärnan vinglade som förutspått i en teoretisk modell utvecklad av Stefan Frauendorf, även professor vid Fysiska institutionen. Frauendorf hade antagit att triaxiala kärnor skulle ha två olika typer av vicklande rörelse.

Grundforskningen, som Garg sa inte har en omedelbar applikation för teknik, valdes som redaktörsurval i tidskriften. Det lyftes också fram som en synopsis i fysik, onlinetidningen American Physical Society. Uppsatser som väljs ut för täckning måste innehålla ett experimentellt genombrott, eller ge en teori med ett nytt perspektiv, bland andra kriterier.

"Där dess betydelse ligger är att bekräfta den prediktiva kraften hos det underliggande teoretiska ramverket, skapa mer förtroende för andra förutsägelser om kärnfysik, " sa Garg. "Detta, bland annat, kan hjälpa oss att förstå hur olika processer sker i stjärnmiljöer, och hur tunga element, som guld, bildas i universum."

2016 föreslog Frauendorf ett experiment på en guldkärna efter att ha förutspått att vinklingen skulle existera.

"Professor Gargs grupp skapade ett enastående experiment för att mäta fördelningen av strålning, Frauendorf sa, noterar att experimentet validerade hans förutsägelse.

Arbetet, finansierat av det amerikanska energidepartementet, färdigställdes vid Argonne National Laboratory inuti ett instrument som heter Gammasphere. Gammasphere är världens mest kraftfulla gammastrålspektrometer, och samlar in gammastrålningsdata efter fusion av tunga joner. Inuti Gammasphere, en stråle av joner och målkärnan kombineras för att skapa en mycket tyngre, mycket exciterad kärna som avger gammastrålar. Genom att observera gammastrålningens mönster och egenskaper, forskare kan upptäcka kärnans struktur – och en vacklande kärna har en mycket specifik struktur.

Initialt, Garg och hans medarbetare planerade att leta efter vingling i 189Au, men det slutade med att av misstag befolkade en annan isotop av guld, 187Au, starkare. Misstaget var ett slumpmässigt sådant.

"Den där hade rätt, det visar sig, ", sa Garg. "Men det är så vetenskap går; om vi hade gjort experimentet exakt som planerat, Jag skulle förmodligen ha kommit tillbaka och sagt, det här verkar inte vara det vi letar efter."