تم قياس أبعاد مدارات البروتونات والنيوترونات في نوى الكالسيوم والسكانديوم من خلال عزوم الجسيمات المقذوفة.
داخل نواة الذرة، لا تستقر البروتونات والنيوترونات في مكانها مثل حبات البازلاء في وعاء. كل جسيم يشغل مداره الخاص — منطقة من الفضاء حيث يمكن العثور عليه. كلما كان المدار أكبر، كان الجسيم أكثر "انتشارًا". قام العلماء بقياس أحجام هذه المدارات في نوى الكالسيوم والسكانديوم: لقد قذفوا جسيمات من النواة وراقبوا العزم الذي تخرج به.
الطريقة تشبه لعبة البلياردو. إذا ضربت كرة قريبة من حافة الطاولة، فإنها ستتحرك بشكل مختلف عن الكرة في المنتصف. وهنا أيضًا: الجسيم الذي كان يشغل مدارًا كبيرًا يحصل عند قذفه على عزم مختلف عن الجسيم في مدار صغير. بمقارنة العزوم المقاسة بالحسابات، استعاد العلماء أحجام المدارات.
المدارات النيوترونية ذات العزم الزاوي الكبير كانت أصغر بمقدار 0,48–0,78 فمتومتر من المدارات ذات العزم الأصغر. الفمتومتر هو جزء من مليون من جزء من مليار من المتر. للمقارنة، حجم نواة الكالسيوم نفسها حوالي 3,5 فمتومتر.
النتيجة بالنسبة لمدارات البروتونات كانت أقل تحديدًا: البيانات الحالية غير كافية لتحديد كيفية تغيرها من نواة إلى أخرى. لكن الطريقة نفسها تعمل: إنها تسمح بالنظر داخل النواة ورؤية كيفية توزيع الجسيمات فيها. هذا مهم لفهم كيفية بناء المادة على أعمق مستوى.
نواة الكالسيوم-52 تحتوي على 20 بروتونًا و32 نيوترونًا — وهي واحدة من أثقل نوى الكالسيوم المستقرة، وشكلها قريب من الكروي.
في رواية "العمى الكاذب" لبيتر واتس، يحاول البشر فهم شكل غريب من الوعي؛ دراسة المدارات النووية هي أيضًا محاولة لفهم بنية غير مرئية مباشرة، ولا تظهر إلا من خلال إشارات غير مباشرة.
