نواة الذرة ليست دائمًا كروية. قد تستطيل مثل ثمرة البطيخ، أو تتسطح مثل قرع اليقطين. ويعتمد حجمها على شكلها — كما يعتمد حجم الفطيرة على شكل العجين.
حسب العلماء شكل وحجم نوى نظائر البيركيليوم — وهو عنصر ثقيل يُنتج في المفاعلات النووية. اتضح أن النوى المسطّحة أكبر من النوى المستطيلة عند نفس درجة التشوه. هذا أمر غير متوقع: كان يُعتقد سابقًا أن الحجم يعتمد فقط على مقدار انحراف النواة عن الشكل الكروي، وليس على اتجاه هذا الانحراف.
هذا الفراغ في المركز هو ما يزيد نصف القطر. فالنواة تنتفخ من الداخل، رغم أن عدد الجسيمات فيها لم يتغير. هذا الارتباط بين الشكل وامتلاء المستويات والحجم يساعدنا على فهم أفضل لتركيب أثقل النوى — ولماذا بعضها أكثر استقرارًا من غيرها.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.07596
The nuclear charge radius provides a fundamental probe of nuclear structure, yet experimental data remain rare in the actinide region. Using the deformed relativistic Hartree-Bogoliubov theory in continuum (DRHBc) with the PC-PK1 functional, we carry out a systematic investigation of prolate-oblate shape competition in odd-$$A$$ Bk isotopes. Deformation is found to play an important role in the description of charge radii $$r_c$$ by extending the density distribution. Notably, $$r_c$$ exhibits a distinct shape dependence: for a given absolute quadrupole deformation $$|\beta_2|$$, oblate shapes yield larger charge radii than their prolate counterparts in well-deformed nuclei near the mid-shell region, where the empirical formula $$r_c(\beta_2) = \left(1 + \frac{5}{4\pi}|\beta_2|^2\right) r_c(0)$$ fails to capture the observed behavior. This enhancement is attributed to a central depression (or ``bubble" structure) in the proton density, which microscopically originates from the non-occupation of the spherical $$3s_{1/2}$$($$\Omega=1/2$$) orbital in oblate minima. These findings establish a clear microscopic connection between nuclear shape, single-particle occupancy, and nuclear size.
سُمي البيركيليوم على اسم مدينة بيركلي في كاليفورنيا، حيث حُضّر لأول مرة في عام 1949. تطلّب ذلك استخدام سيكلوترون وقصف الهدف لعدة أشهر.