Atom çekirdeğinin iç işleyişini anlamak için bilim insanları geleneksel olarak elektronlarla çekirdekleri parçalamak üzere sofistike parçacık çarpıştırıcılarına güveniyordu. Bu çarpıştırıcılar, çekirdek içindeki sırları araştırmak için elektronları inanılmaz hızlara çıkaran ve bazıları kilometrelerce alana yayılan büyük tesisler gerektiriyordu.
Ancak yeni bir araştırmada, bilim insanları çok daha basit ve küçük ölçekli bir alternatif öneriyor. Çekirdeklerin içine, molekül içindeki atomun kendi elektronlarını 'mesajcı' olarak kullanarak veri elde etmeyi başardılar. Bu yöntem, özellikle radyum monoflorür (radium monofluoride) gibi iki atomlu moleküller üzerinde denendi.
Araştırmacılar, bir radyum atomunu bir flor atomuyla birleştirerek bu molekülü oluşturdular. Molekül içi çevrenin özelliklerinden yararlanarak, radyum atomunun elektronlarının kısa bir süreliğine çekirdeğine sızabildiği mikroskobik bir çarpıştırıcı türü yarattılar. Bu sayede, molekül içindeki elektronların enerji seviyelerini hassas bir şekilde izleyerek, ince bir enerji kayması tespit ettiler. Bu kayma, elektronların radyum çekirdeğine kısa süreliğine girip içerikle etkileşime girdiğini gösteriyordu.
Bu bulgu, bir çekirdeğin manyetik dağılımını veya proton ve nötronlarının diziliminin manyetik özelliklerini nasıl etkilediğini ölçmek için yeni bir yol sunabilir. Araştırmacılar, bu çalışmanın erken bir adım olduğunu belirtse de, bu tekniği radyum çekirdeğini daha derinlemesine incelemek için kullanmayı planlıyorlar. Elde edilecek bilgiler, evrende neden antimadde yerine bu kadar çok madde bulunduğuna dair kilit gizemleri çözmeye yardımcı olabilir.
Mevcut modeller, erken evrenin kabaca eşit miktarda madde ve antimadde içermesi gerektiğini öne sürüyor. Ancak günümüzde evrende büyük ölçüde madde buluyoruz. Bilim insanları, bu beklenmedik durumun bazı atom çekirdeklerinin iç yapılarında gizli olabileceğine inanıyor. Özellikle radyum çekirdeğinin armut şeklindeki asimetrik yapısı, temel simetri ihlallerinin gözlemlenebilirliğini artırabileceği düşünülüyor.
Ancak bu zorlu bir süreç. Radyum doğal olarak radyoaktif, kısa ömürlü ve radyum monoflorür molekülleri şu anda çok küçük miktarlarda üretilebiliyor. Bu nedenle, bu molekülleri ölçmek için inanılmaz derecede hassas tekniklere ihtiyaç duyuluyor. Anahtar nokta, radyoaktif atomu, elektronlarının faaliyetlerini yoğunlaştıran ve yoğunlaştıran bir molekülün içine yerleştirmek.
Molekülün içindeki radyum atomunun elektronları, çekirdeğe girme olasılığını artıran bir şekilde kısıtlanıyor. Araştırmacılar, molekülleri hapsedip soğuttuktan sonra, lazerler kullanarak içlerindeki elektronların enerjilerini ölçtüler. Verilerdeki küçük ama anlamlı değişimler, çekirdek içine yapılan yolculuklara işaret ediyordu.
Bu keşif, atom çekirdeklerini inceleme yeteneğimizi kökten değiştirebilir. Bilim insanları artık çekirdeğin içine bakabildiklerine dair kanıtları olduğunu söylüyor. Bu durum, bir pilin elektrik alanını ölçmek gibi, dışarıdan ölçmenin kolay olduğu ancak içeriden ölçmenin çok daha zor olduğu bir durumu mümkün kılıyor. Radyum içeren moleküllerin, doğanın temel simetrilerindeki ihlalleri aramak için olağanüstü hassas sistemler olması bekleniyor ve şimdi bu arayışı gerçekleştirmek için bir yol bulunmuş durumda.
