Nükleer temel durumda bile, bir çekirdekteki protonlar ve nötronlar bir molekülün atomlarına benzeyen kümeler halinde organize olabilirler.
Çekirdeklerin geleneksel tanımı, çok az iç yapıya sahip küresel lekeler oldukları yönündedir; bu görüş geleneksel kabuk modeliyle pekiştirilmiştir. Bununla birlikte, bazı uyarılmış çekirdeklerdeki proton ve nötronların, nükleon kümelerinin atom gibi davrandığı moleküller gibi yapılar oluşturduğu on yıllardır bilinmektedir. Çekirdeklerin temel hallerinde bile “kümelenebildiklerine” dair bugüne kadarki en ikna edici kanıt, Çin Bilimler Akademisi’nden Pengjie Li ve arkadaşları tarafından yürütülen çalışmalardan geldi.
Kümelenme çoğunlukla eşit sayıda proton ve nötrona sahip çekirdekler için deneysel verilerle desteklenmiştir. Bu çekirdekler bölünme yeteneğine sahiptir.
Bu çekirdeklerin bölünmesi sonucu ortaya çıkan süper kararlı alfa parçacıkları iki proton ve iki nötrondan oluşur. Nötronlar her şeyi farklı kılar ve hem teori hem de deney, nötron bakımından zengin çekirdeklerin temel hallerinde kümeler oluşturabileceğini göstermiştir. Örneğin, kararlı izotop berilyum-9 beş nötron ve dört protona sahiptir; bunlar iki alfa parçacığı artı bir ekstra nötronun yapı taşlarıdır. Berilyum-9 ölçümlerindeki olağandışı nötron sayısı, temel durum kümelenmesini akla getiriyordu, ancak teorik bir yaklaşım daha zordu ve bu görüntü henüz son teknoloji hesaplamalar kullanılarak doğrulanmadı.
Li ve meslektaşları, berilyum-10 kararsız ancak modellenmesi daha kolay olduğu için katı bir hidrojen hedefine bir izotop ışını kullandılar. Bu, hidrojen çekirdeklerinin veya protonların berilyum-10 çekirdeklerinden alfaları “nakavt etmesine” neden oldu.
Araştırmacılar proton, alfa ve bu etkileşimden arta kalan helyum-6 parçasını tespit ederek, alfaların orijinal çekirdekteki konumlarını doğrudan ölçebildi ve sonuçları en son hesaplamalarla karşılaştırabildi. Grup, berilyum-10’un temel durumunun iki atomlu bir molekülle karşılaştırılabilir olduğunu, iki nötronun bir çift elektron gibi yörüngede dönerek kovalent bir bağlantı oluşturduğunu ve iki alfa parçacığının atom olarak işlev gördüğünü gösterdi.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s167
