Formskiftende eksperiment udfordrer fortolkningen af, hvordan cadmiumkerner bevæger sig

I et nyt eksperiment har fysikere ved Michigan State University fanget de første billeder af, hvordan atomkernen af ​​cadmium-111 ændrer form, når den absorberer energi. Resultaterne, offentliggjort i tidsskriftet Nature Physics, udfordrer vores nuværende forståelse af, hvordan atomkerner bevæger sig og interagerer.

Kernen er den centrale kerne af et atom, der indeholder det meste af dets masse. Den består af protoner og neutroner, som holdes sammen af ​​den stærke kernekraft. Den stærke kernekraft er meget stærk, men den har også en meget kort rækkevidde, så den virker kun over meget små afstande. Det betyder, at kernen er et meget tæt objekt, med alle dets protoner og neutroner pakket meget tæt sammen.

Når et atom absorberer energi, kan kernen blive ophidset og ændre form. Dette skyldes, at energien kan få protonerne og neutronerne til at bevæge sig rundt inde i kernen, hvilket ændrer den måde, de interagerer med hinanden på.

Michigan State fysikerne brugte en teknik kaldet "Coulomb excitation" til at excitere cadmium-111 kernen. Coulomb excitation involverer affyring af en stråle af højenergielektroner mod et mål lavet af cadmium-111. Elektronerne interagerer med protonerne i cadmium-111-kernen, hvilket får dem til at bevæge sig rundt og ændre formen på kernen.

Fysikerne brugte derefter et specielt kamera til at tage billeder af cadmium-111-kernen, da den ændrede form. Billederne viste, at kernen ændrede sig fra en sfærisk form til en mere aflang form. Det er første gang, at forskere har været i stand til at fange så detaljerede billeder af en kerne, der ændrer form.

Resultaterne af eksperimentet udfordrer vores nuværende forståelse af, hvordan atomkerner bevæger sig og interagerer. Forskerne mener, at de formskiftende egenskaber af cadmium-111-kernen kan skyldes, at kernen ikke er et stift objekt, men derimod en mere væskelignende struktur. Dette kan have vigtige implikationer for vores forståelse af, hvordan atomkerner opfører sig i nukleare reaktioner og andre nukleare processer.

Michigan State fysikerne planlægger nu at udføre yderligere eksperimenter for at studere formskiftende egenskaber af andre atomkerner. De mener, at disse eksperimenter kan føre til en ny forståelse af, hvordan atomkerner fungerer, og hvordan de interagerer med hinanden.