De kernkracht die protonen en neutronen bij elkaar houdt in het centrum van atomen heeft een niet-centrale component:de tensorkracht, die afhangt van de spin en relatieve positie van de interagerende deeltjes.

Het belang van de tensorkracht is waargenomen in de bindingsenergieën van lichte deeltjes, maar tot nu toe is hun effect op de nucleaire structuur niet op een meer directe manier bestudeerd. Eerdere experimenten in het veld hebben ofwel het vermogen aangetoond om de noodzakelijke deeltjes te detecteren, of de resolutie die nodig is om deze kernkrachtcomponent te onderzoeken. Echter, geen enkele heeft zowel de resolutie als het vermogen aangetoond om de waargenomen grote impulsoverdracht van de proton-neutronenparen (of nucleonpaar) te koppelen aan de nucleaire structuur.

Nutsvoorzieningen, een internationale onderzoekssamenwerking, waaronder de Universiteit van Osaka, heeft het eerste bewijs gerapporteerd over de relatie tussen sterk gecorreleerde proton-neutronenparen in een atoomkern, veroorzaakt door de tensorinteracties en de nucleaire structuur. De onderzoekers gebruikten een protonverstrooiingsexperiment om de sterke interactie van proton-neutronenparen vast te leggen met een matige energieresolutie van de eindtoestanden. Door de gelijktijdige aanwezigheid van deuteronen (deeltjes bestaande uit één proton en één neutron) en protonen die in tegengestelde richtingen reizen te meten, ze hebben de dominantie van bepaalde nucleaire structuren kunnen aantonen. Hun bevindingen werden gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

"Het gedrag dat we hebben gedetecteerd, kan worden vergeleken met een paar schaatsers die een spin uitvoeren - een van hen vertegenwoordigt een proton en de andere vertegenwoordigt een neutron, " studie auteur Hooi Jin Ong legt uit. "Als een derde schaatser (een ander proton) met de juiste snelheid nadert en het neutron oppakt, ze reizen samen in één richting weg en het effect van het weggaan zorgt ervoor dat het oorspronkelijke proton in de tegenovergestelde richting reist. Het detecteren en analyseren van een dergelijke gebeurtenis leidt tot informatie over de nucleaire structuur."

"Onze gegevens, verworven op de GRAF-bundellijn in de cyclotron-faciliteit in Osaka, zijn de eersten die dit gedrag vertonen bij grote impulsoverdracht, " studie eerste auteur Satoru Terashima zegt. "We hopen dat onze bevindingen niet alleen nuttig zullen zijn voor kernfysici, maar ook voor onderzoekers die op verschillende gebieden werkzaam zijn, in het bijzonder astrofysica."

Verwacht wordt dat het verbeteren van ons begrip van hoe de combinatie van neutronen en protonen de nucleaire structuur beïnvloedt, namelijk de energieniveaus en het magische getal (het aantal protonen en neutronen dat kernen aanzienlijk meer stabiliteit geeft dan andere combinaties) zullen leiden tot een beter begrip van de interne structuren van neutronensterren en andere hemellichamen.