تم قياس أبعاد مدارات البروتونات والنيوترونات في نوى الكالسيوم والسكانديوم من خلال عزوم الجسيمات المقذوفة.
داخل النواة الذرية، لا تستقر البروتونات والنيوترونات في مكانها مثل حبات البازلاء في وعاء. بل يشغل كل جسيم مدارًا خاصًا به — وهو منطقة من الفضاء يمكن العثور عليه فيها. وكلما كبر المدار، زاد "انتشار" الجسيم. وقد قام العلماء بقياس أبعاد هذه المدارات في نوى الكالسيوم والسكانديوم: فقد قذفوا جسيمات من النواة وراقبوا العزم الذي تخرج به.
تشبه هذه الطريقة لعبة البلياردو. إذا ضربت كرة قريبة من حافة الطاولة، فإنها ستتحرك بشكل مختلف عن كرة في المنتصف. وهكذا هنا: الجسيم الذي كان يشغل مدارًا كبيرًا يكتسب عزمًا مختلفًا عند قذفه مقارنة بجسيم من مدار صغير. وبمقارنة العزوم المقاسة مع الحسابات، استعاد العلماء أبعاد المدارات.
تبين أن مدارات النيوترونات ذات العزم الزاوي الكبير أصغر بمقدار 0.48–0.78 فيمتومتر من المدارات ذات العزم الأصغر. الفيمتومتر هو جزء من مليون من جزء من مليار من المتر. للمقارنة، حجم نواة الكالسيوم نفسها حوالي 3.5 فيمتومتر.
أما بالنسبة لمدارات البروتونات، فكانت النتيجة أقل تحديدًا: البيانات الحالية غير كافية لتحديد كيفية تغيرها من نواة إلى أخرى بدقة. لكن الطريقة نفسها تعمل: فهي تسمح بالنظر داخل النواة ورؤية كيفية توزيع الجسيمات فيها. وهذا مهم لفهم كيفية تركيب المادة على أعمق مستوى.
تحتوي نواة الكالسيوم-52 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 الذكاء؛ ودراسة المدارات النووية هي أيضًا محاولة لفهم بنية لا تُرى مباشرة، بل تظهر فقط من خلال إشارات غير مباشرة.
