الشوكة الرنانة المصنوعة من معدن مثالي تصدر نغمة واحدة فقط. صوتها نقي كالصيغة الرياضية. لكن إذا ثبتّها في ملزمة أو غمستها في سائل لزج، يتموج الصوت وتمتزج به ضوضاء ويفقد حدته. هذا تقريبًا ما يحدث لنواة السكانديوم-45 عند وضعها في شبكة بلورية. في الحالة الحرة، الانتقال بين الحالة الأرضية والأيزومر بطاقة 12.4 كيلو إلكترون فولت له عرض خط طبيعي يبلغ 1.4 فيمتو إلكترون فولت فقط. هذا يعني أن الرنين ضيق بشكل لا يصدق: جودته (نسبة طاقة الانتقال إلى عرض الخط) تصل إلى $10^{19}$. لو كانت المسطرة بهذه الدقة، لأمكن قياس المسافة من الأرض إلى الشمس بخطأ ذرة واحدة.

لكن في بلورة حقيقية، تخفت الشوكة الرنانة المثالية. الاتساع غير المتجانس، وهو تباين ترددات الرنين بسبب العيوب والشوائب والمجالات المحلية، يعمل على توسيع الخط. حتى الآن، لم يكن أحد يعرف مدى هذا الاتساع. أعطت التجربة في European XFEL أول إجابة كمية. قام ليزر الأشعة السينية بإثارة نوى السكانديوم-45 في رقائق معدنية وفي بلورات Sc وScN وSc2O3 وScAlMgO4 عند درجة حرارة 20 كلفن. تابعت الكواشف الفوتونات المنبعثة بتأخير يتراوح من ميكروثانية إلى مئات المللي ثانية. كاشف منفصل مزود بمصراع بحث عن التشتت المتماسك للأمام، وهو إعادة انبعاث متزامن للفوتونات في نفس الاتجاه، والذي يحدث إذا كانت النوى تهتز بتناغم، مثل أوتار أوركسترا واحدة.

لم تكن هناك إشارة. بعد تأخير قدره 2 مللي ثانية، لم يظهر التشتت المتماسك للأمام عند أي إعداد. هذا يعني أن زمن فقدان الترابط أقل من 2 مللي ثانية، وأن الاتساع غير المتجانس يتجاوز 500 عرض طبيعي. بعبارة أخرى، البيئة البلورية تعمل على توسيع الرنين بمئات المرات أكثر من الحد الأساسي. أكدت المحاكاة أنه عند هذا الاتساع، تكون الإشارة المتوقعة عند حد حساسية الجهاز.

لكن لم يضيع كل شيء. لأول مرة، أمكن ملاحظة التشتت المرن عند طاقة الانتقال 12.4 كيلو إلكترون فولت بنسبة إشارة إلى ضوضاء تبلغ حوالي 4. من نسبة معدلات العد للقناة المرنة والفلورة، تم الحصول على معامل التحويل الداخلي الجزئي للغلاف K: 390(60)، وهو ما يتوافق مع القيمة النظرية 363. هذا يشير إلى أن الانتقال النووي يتم إثارته ويضمحل بالفعل، لكن الترابط يتلاشى بسرعة. قبل هذا العمل، لم يكن معروفًا ما إذا كان يمكن ملاحظة التشتت المتماسك للأمام من هذا الأيزومر في بلورة على الإطلاق. الآن أصبح واضحًا: في المواد المدروسة، لا، الاتساع كبير جدًا.

النتيجة ترسم حدودًا للساعات النووية ذات الحالة الصلبة في المستقبل. لكي تصدر الشوكة الرنانة صوتًا نقيًا، نحتاج إلى بلورات ذات تناظر مكعب، وأقل عدد من العيوب، وحماية من أضرار الإشعاع. ربما تساعد طرق تضييق الخط ديناميكيًا باستخدام مجالات التردد الراديوي. إذا أمكن ملاحظة التشتت المتماسك للأمام، فسيفتح الطريق أمام مطيافية الفيمتو إلكترون فولت في نطاق الأشعة السينية الصلبة، واختيار المصفوفات المثلى للساعات النووية. في الوقت الحالي، يشبه السكانديوم-45 في البلورات البسيطة شوكة رنانة مثبتة في ملزمة: نغمتها ما زالت مسموعة، لكن نقاءها فقد.