RIKEN Hızlandırıcı Tabanlı Bilimler Nishina Merkezi'ndeki teorik araştırmacılar, ağır atom çekirdeklerinin temel bir özelliği hakkında önemli bir bulguya ulaştı. Elde edilen veriler, uzun süredir kabul gören varsayımın aksine, birçok ağır çekirdeğin, daha önce öngörüldüğü gibi rugby topu benzeri uzatılmış formlar yerine, badem şekline benzeyen üç eksenli (triaksiyel) geometrilere sahip olduğunu gösteriyor. Bu keşif, nükleer yapının anlaşılmasında önemli bir paradigma değişimine işaret etmektedir.
Altyazılar: Atomların görselleri çoğu zaman çekirdeği nötronlar ve protonlardan oluşan yuvarlak bir kütle olarak gösterir
Bu yeni bulgu, nükleer yapının temelini oluşturan ve 1950'lerde Aage Bohr ile Ben Mottelson tarafından geliştirilen geleneksel modeli doğrudan sorgulamaktadır. Bohr ve Mottelson'un bu köklü modeli, deforme olmuş ağır çekirdeklerin tek bir eksen boyunca uzandığını, yani bir rugby topu gibi olduğunu öne sürüyordu. Bu model, çekirdek fiziğinin gelişiminde merkezi bir rol oynamış ve kolektif hareket ile parçacık hareketinin bağlantısını kurarak 1975 Nobel Fizik Ödülü'nü getiren çalışmaların temelini oluşturmuştu. Ancak bu yeni teorik çalışmalar, bu klasik anlayışın sınırlarını zorlamaktadır.
Takaharu Otsuka, RIKEN'de ziyaretçi bilim insanı olarak, bu yerleşik varsayımı sorgulamaya başlayan isimdi ve çekirdekler için oval kesitlere sahip badem benzeri bir şeklin daha doğal olabileceği hipotezini ortaya attı. Otsuka'nın bu öncü hipotezi, başlangıçta nükleer fizik camiasında önemli bir dirençle karşılaştı. RIKEN'deki araştırmacılar, bu tür temel soruları yanıtlamak için Yoshio Nishina'nın 1937'de ABD dışında kurduğu ilk siklotron geleneğini sürdürmektedir.
Otsuka ve meslektaşları, bu teorik çalışmayı gerçekleştirmek amacıyla Japonya'nın en güçlü süper bilgisayarı olan Fugaku'yu kullandılar. Fujitsu ve RIKEN tarafından ortaklaşa geliştirilen ve 2020'de dünyanın en hızlı süper bilgisayarı unvanını alan Fugaku, saniyede 537 katrilyon işlem yapabilme kapasitesine sahiptir. Bu hesaplamalar, neredeyse tüm elipsoid deforme olmuş ağır çekirdeklerin bu üç eksenli yapıları sergilediğini kanıtlayarak, nükleer yapı anlayışında önemli bir sıçrama yaratmıştır.
Bu bulgunun nükleer fizik için sonuçları derindir. Çekirdeklerin yalnızca tek bir eksen yerine iki eksen etrafında dönebileceği anlamına gelmesi, nükleer dönme mekanizmalarına dair kavrayışı ve süper ağır elementlerin keşfine yönelik süregelen çabaları etkilemektedir. Ayrıca bu sonuçlar, proxy-SU(3) simetri çerçevesinden gelen öngörülerle de uyum içindedir. Bu çığır açan araştırma, atomik yapıları yöneten temel kuvvetler ile egzotik çekirdeklerin özelliklerine dair gelecekteki araştırmaları şekillendirmesi beklenen "Physical Review C" dergisinde yayımlanmıştır.