Новый эксперимент исследовал форму и движение кадмия-106 и нашел больше доказательств вращательного движения, чем интерпретация колебательного движения из учебника. Цвет указывает радиальное расстояние, чтобы дать представление о форме ядра. 
Авторы и права: Т. Дж. Грей, Окриджская национальная лаборатория.

Атомные ядра принимают различные формы, от сферических (как баскетбольный мяч) до деформированных (как американский футбол). Сферические ядра часто описываются движением небольшой доли протонов и нейтронов, в то время как деформированные ядра имеют тенденцию вращаться как коллективное целое.

Третий тип движения был предложен с 1950-х годов. В этом движении, известном как ядерная вибрация, атомные ядра колеблются около средней формы. Ученые недавно исследовали кадмий-106, используя технику, называемую кулоновским возбуждением, чтобы исследовать форму его ядра. Они нашли четкие экспериментальные доказательства того, что колебательное описание ядра этого изотопа не соответствует действительности. Этот вывод противоречит ожидаемым результатам.

Исследование, опубликованное в Physics Letters B, основано на длительном поиске понимания перехода между сферическими и деформированными ядрами. Этот переход часто включает колебательное движение в качестве промежуточного шага. Новый результат предполагает, что физикам-ядерщикам, возможно, придется пересмотреть давнюю парадигму, описывающую, как происходит этот переход.

Ученые еще не ответили на вопрос, какое поведение имеет место во время этого перехода, но новые данные указывают на описание, основанное на вращательном движении ядра вместе с реорганизацией его самых удаленных протонов и нейтронов. Результаты ясно показывают, что ученым нужно больше данных, чтобы пролить свет на ядра, которые они традиционно считали колебательными.

Многонациональная группа физиков-ядерщиков использовала Аргоннский тандемный ускоритель линейного ускорителя (ATLAS), пользовательскую установку Управления науки Министерства энергетики в Аргоннской национальной лаборатории, чтобы разогнать пучок ядер кадмия-106 до 9% скорости света и направить его на фольга-мишень из свинца-208 толщиной 1 микрон.

Во время столкновения гамма-лучи от ядер кадмия-106 были испущены и обнаружены с помощью внутрипучковой ядерной решетки для отслеживания энергии гамма-излучения (GRETINA), а отскакивающие ядра свинца и кадмия были обнаружены с помощью компактного счетчика тяжелых ионов 2 (CHICO2). Интенсивность гамма -лучей служила мерой вероятности возбуждения ядер кадмия-106 посредством электромагнитного взаимодействия, по которому были установлены электромагнитные свойства кадмия-106.

Исследователи интегрировали эти свойства в независимую от модели меру формы ядра и сравнили результат с ожиданиями нескольких ведущих ядерных теорий. Результаты показывают, что при низких энергиях кадмий-106 не вибрирует, а скорее соответствует вращению слегка деформированного трехосного ротора — форма, похожая на сдутый американский футбол.