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Los tamaños de las órbitas de protones y neutrones en núcleos de calcio y escandio se midieron a partir de los impulsos de las partículas expulsadas.
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Dentro del núcleo atómico, los protones y neutrones no están quietos, como guisantes en un frasco. Cada partícula ocupa su propia órbita: una región del espacio donde se la puede encontrar. Cuanto mayor es la órbita, más "difusa" está la partícula. Los científicos midieron los tamaños de tales órbitas en núcleos de calcio y escandio: expulsaron partículas del núcleo y observaron con qué impulso salían.
El método es similar a un juego de billar. Si golpeas una bola que está cerca del borde de la mesa, volará de manera diferente que una bola en el centro. Así también aquí: una partícula que ocupaba una órbita grande, al ser expulsada, recibe un impulso distinto que una partícula de órbita pequeña. Comparando los impulsos medidos con los cálculos, los científicos reconstruyeron los tamaños de las órbitas.
Las órbitas de neutrones con mayor momento de rotación resultaron ser 0,48–0,78 femtómetros más pequeñas que las órbitas con menor momento. Un femtómetro es una millonésima parte de una milmillonésima de metro. Para comparar, el tamaño del propio núcleo de calcio es de unos 3,5 femtómetros.
El resultado para las órbitas de protones fue menos concluyente: aún no hay suficientes datos para decir con precisión cómo cambian de un núcleo a otro. Pero el método funciona: permite mirar dentro del núcleo y ver cómo se distribuyen las partículas en él. Esto es importante para entender cómo está estructurada la materia en el nivel más profundo.
El núcleo de calcio-52 contiene 20 protones y 32 neutrones: es uno de los núcleos estables de calcio más pesados, y su forma es casi esférica.
En la novela "Luz de otros tiempos" de Peter Watts, los humanos intentan comprender una forma de inteligencia alienígena; el estudio de las órbitas nucleares también es un intento de comprender una estructura que no se ve directamente, sino que solo se manifiesta a través de señales indirectas.
