I ett nytt experiment har fysiker vid Michigan State University tagit de första bilderna av hur atomkärnan av kadmium-111 ändrar form när den absorberar energi. Resultaten, publicerade i tidskriften Nature Physics, utmanar vår nuvarande förståelse av hur atomkärnor rör sig och interagerar.
Kärnan är den centrala kärnan i en atom, som innehåller det mesta av dess massa. Den består av protoner och neutroner, som hålls samman av den starka kärnkraften. Den starka kärnkraften är mycket stark, men den har också en mycket kort räckvidd, så den fungerar bara över väldigt små avstånd. Detta betyder att kärnan är ett mycket tätt föremål, med alla dess protoner och neutroner packade mycket tätt tillsammans.
När en atom absorberar energi kan kärnan bli exciterad och ändra form. Detta beror på att energin kan få protonerna och neutronerna att röra sig inuti kärnan, vilket förändrar hur de interagerar med varandra.
Michigan State fysiker använde en teknik som kallas "Coulomb excitation" för att excitera kadmium-111 kärnan. Coulomb-excitation innebär att en stråle av högenergielektroner avfyras mot ett mål gjord av kadmium-111. Elektronerna interagerar med protonerna i kadmium-111 kärnan, vilket får dem att flytta runt och ändra formen på kärnan.
Fysikerna använde sedan en speciell kamera för att ta bilder av kadmium-111-kärnan när den ändrade form. Bilderna visade att kärnan ändrades från en sfärisk form till en mer avlång form. Detta är första gången som forskare har kunnat fånga så detaljerade bilder av en kärna som ändrar form.
Resultaten av experimentet utmanar vår nuvarande förståelse av hur atomkärnor rör sig och interagerar. Forskarna tror att de formskiftande egenskaperna hos kadmium-111 kärnan kan bero på att kärnan inte är ett styvt föremål, utan snarare en mer vätskeliknande struktur. Detta kan ha viktiga konsekvenser för vår förståelse av hur atomkärnor beter sig i kärnreaktioner och andra kärnprocesser.
Michigan State fysiker planerar nu att utföra ytterligare experiment för att studera formskiftande egenskaper hos andra atomkärnor. De tror att dessa experiment kan leda till en ny förståelse för hur atomkärnor fungerar och hur de interagerar med varandra.
