النواة الذرية ليست مجرد كرة من البروتونات والنيوترونات. ففي داخلها، كما في مغناطيس صغير، توزيع خاص للمغناطيسية. حتى وقت قريب كان من الصعب رؤيته: فالنوى تعيش أجزاء من الثانية، ومجالها المغناطيسي ضعيف. الآن وجد فيزيائيون من سيرن طريقة للنظر إلى الداخل.
أخذوا نظير البوتاسيوم-47 قصير العمر ووضعوه في مجال مغناطيسي قوي. بدأت النواة، مثل إبرة البوصلة، تدور حول اتجاه المجال — وهذا ما يسمى بتردد لارمور (Larmor precession). قيس تردد هذا الدوران بدقة تصل إلى جزء من المليون. من خلال الانحرافات الصغيرة للتردد عن القيمة المحسوبة، تمكنوا من فهم كيف تتوزع المغناطيسية داخل النواة: أي جزء ينشأ من السبينات (الدوران الذاتي للجسيمات) وأي جزء من حركتها المدارية.
جلبت المقارنة مع النظرية مفاجأة: الحسابات تبالغ في تقدير مساهمة السبين. حتى مع الأخذ في الاعتبار التأثيرات المعقدة لتفاعل الجسيمات، لا تتطابق النظرية مع التجربة. لكن عندما أخذ العلماء الشكل المكاني للمغناطيسية من نظرية أخرى، تطابق كل شيء. إذن، المشكلة ليست في الكمية الإجمالية للمغناطيسية، بل في كيفية توزيعها داخل النواة.
الطريقة الجديدة هي نافذة على قلب الذرة. ستساعد في اختبار نظريات البنية النووية والبحث عن آثار جسيمات جديدة قد تؤثر على الخصائص المغناطيسية للذرات. أصبحت نواة البوتاسيوم الصغيرة حجر اختبار لفيزياء كبيرة.
نواة البوتاسيوم-47 تعيش 17 ثانية فقط، لكنها خلال هذا الوقت تنجح في إخبارنا عن بنيتها المغناطيسية.