Atomun sırrı çözüldü mü? Çekirdeği yuvarlak sanılıyordu ama gerçek bambaşka çıktı!

Atom çekirdeklerinin çoğu sanıldığı gibi yuvarlak değildir. Bu durum, nükleer fiziğin uzun süredir ilgi çekici ve karmaşık bir konusu. Gelin daha yakından bakalım…

ATOM ÇEKİRDEKLERİ NASIL?

1949 yılında bilim insanları, protonlar ve nötronların belirli enerji seviyelerinde yer aldığı “nükleer kabuk modeli”ni önerdi. Ancak zamanla çekirdeklerin davranışlarının sadece bu kabuklardan ibaret olmadığı, aynı zamanda kolektif bir bütün olarak hareket ettikleri görüldü. Yani çekirdekler tıpkı dönebilen ya da titreşebilen nesneler gibi davranabilir.

NÜKLEER KABUKLAR VE KOLEKTİF HAREKETLER

Spektroskopik tekniklerle yapılan gözlemler, çekirdeğin tamamen simetrik (küresel) olması durumunda farklı dönüş hallerinin tespit edilemediğini gösterdi. Küresel cisimler hangi yönden bakılırsa bakılsın aynı görünür ve bu nedenle belirgin bir dönüş spektrumu oluşturmazlar. Oysa çekirdeklerde gözlenen dönme bantları, çekirdeğin deformasyona uğradığını ve küresel olmadığını ortaya koydu.

ATOM ÇEKİRDEKLERİ AMERİKAN FUTBOLU GİBİ Mİ?

1950’lerden bu yana yapılan deneylerde çekirdeklerin yaklaşık %90’ının temel halde Amerikan futbolu biçiminde olduğu anlaşıldı. Daha azı ise yassılaşarak M&M şekerine benzeyen “oblat” şekil alıyor. İlginç olan, bazı çekirdeklerin enerji verildiğinde şekil değiştirebilmesi.

KUANTUM MEKANİĞİ VE ÇEKİRDEĞİN ASİMETRİSİ

İngiltere Surrey Üniversitesi’nden fizikçi Paul Stevenson’a göre, çekirdeklerin küresel olmaması kuantum mekaniğinin doğasından kaynaklanıyor. Schrödinger denklemi, parçacıkların konum ve hareketlerinin olasılıklarını tanımlayan bir dalga fonksiyonu sunuyor. Bu fonksiyonun çözümleri genellikle simetrik değil, dalgalı ve asimetrik şekiller oluşturuyor.

Fizikte yıllardır çözülemeyen gizem çözülüyor! Nötron Ömrü Bulmacasını Karanlık Madde aydınlattı

Bu kuantum dalga fonksiyonlarının asimetrik doğası, çekirdeğin belirli yönlere eğilimli olmasına yol açıyor. Nadir de olsa bazı çekirdekler bu dalgalanmaların birbirini iptal etmesiyle küresel görünebiliyor, ancak genel eğilim şeklin bozulması yönünde.

NÜKLEER ŞEKİL HAKKINDA HALA ÇÖZÜLEMEYEN SORULAR

Bilim insanları, çekirdeklerin neden büyük çoğunlukla prolat yani armut biçiminde olduğunu ya da bu şekillerin neden bazı çekirdeklerde çok daha yaygın olduğunu hâlâ tam olarak bilmiyor. Bu durum, nükleer fiziğin temel varsayımlarını yeniden gözden geçirmeye neden oluyor.