In een nieuw experiment hebben natuurkundigen van de Michigan State University de eerste beelden vastgelegd van hoe de atoomkern van cadmium-111 van vorm verandert terwijl deze energie absorbeert. De resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Physics, dagen ons huidige begrip uit van hoe atoomkernen bewegen en op elkaar inwerken.

De kern is de centrale kern van een atoom en bevat het grootste deel van zijn massa. Het bestaat uit protonen en neutronen, die bij elkaar worden gehouden door de sterke kernkracht. De sterke kernkracht is erg sterk, maar heeft ook een heel kort bereik, waardoor hij alleen over heel kleine afstanden werkt. Dit betekent dat de kern een zeer compact object is, met al zijn protonen en neutronen zeer dicht op elkaar gepakt.

Wanneer een atoom energie absorbeert, kan de kern opgewonden raken en van vorm veranderen. Dit komt omdat de energie ervoor kan zorgen dat de protonen en neutronen binnen de kern bewegen, waardoor de manier waarop ze met elkaar omgaan verandert.

De natuurkundigen van de staat Michigan gebruikten een techniek genaamd "Coulomb-excitatie" om de cadmium-111-kern te exciteren. Coulomb-excitatie omvat het afvuren van een straal hoogenergetische elektronen op een doelwit gemaakt van cadmium-111. De elektronen interageren met de protonen in de cadmium-111-kern, waardoor ze bewegen en de vorm van de kern veranderen.

De natuurkundigen gebruikten vervolgens een speciale camera om foto's te maken van de cadmium-111-kern terwijl deze van vorm veranderde. De foto's lieten zien dat de kern veranderde van een bolvorm naar een meer langwerpige vorm. Dit is de eerste keer dat wetenschappers zulke gedetailleerde beelden hebben kunnen vastleggen van een kern die van vorm verandert.

De resultaten van het experiment dagen ons huidige begrip uit van hoe atoomkernen bewegen en op elkaar inwerken. De onderzoekers denken dat de vormveranderende eigenschappen van de cadmium-111-kern mogelijk te wijten zijn aan het feit dat de kern geen stijf object is, maar eerder een meer vloeistofachtige structuur. Dit zou belangrijke implicaties kunnen hebben voor ons begrip van hoe atoomkernen zich gedragen in kernreacties en andere nucleaire processen.

De natuurkundigen van de staat Michigan zijn nu van plan verdere experimenten uit te voeren om de vormveranderende eigenschappen van andere atoomkernen te bestuderen. Ze geloven dat deze experimenten kunnen leiden tot een nieuw begrip van hoe atoomkernen werken en hoe ze met elkaar omgaan.