Historia eksperymentów poświęconych budowie atomu oraz jego właściwościom sięgają 1938 roku, kiedy to Otto Hahn, Lise Meitner i Fritz Strassmann zaprezentowali podział jąder uranu na dwa pod wpływem uderzeń neutronów. Na przestrzeni lat fizycy próbowali jak najlepiej zrozumieć, jak oddziałują ze sobą poszczególne nukleony, a ostatnio podjęta próba zaowocowala proponowanym wyznaczeniem czterech różnych etapów tego fenomenu.
Czytaj też: Fizycy o krok od stworzenia najcięższego pierwiastka. Konsekwencje będą ogromne
Jak wyjaśniają autorzy, w ciągu pierwszych 10-14 sekund wprowadzenie wolno poruszającego się neutronu sprawia, że jądro wybrzusza się i przegrupowuje. Kolejna faza polega na szybszym przesunięciu, a ten etap trwa około 5×10-21 sekund. Później przychodzi pora na trzeci, w ramach, którego w ciągu 10-22 sekund zachodzi rozpad jądra.
Ostatnia część całego procesu, trwająca 10-18 sekund, stanowi etap, w którym elementy biorące udział w rozszczepieniu przyjmują kształt i przyspieszają. W tym samym czasie dochodzi też do uwolnienia neutronów i promieniowania gamma. Najdokładniejszym przedstawieniem całego procesu jest symulacja kwantowa autorstwa Aurela Bulgaca. Za jej sprawą fizycy mogą zrozumieć, co dzieje się w toku rozszczepienia.
Naukowcy postanowili dowiedzieć się jak najwięcej na temat rozszczepienia atomu. Wykorzystali w tym celu symulację poświęconą uranowi-238, plutonowi-240 oraz kalifornowi-252
Wykonane obliczenia były poświęcone uranowi-238, plutonowi-240 i kalifornowi-252. Takie kalkulacje w ogóle nie byłyby możliwe, gdyby nie udział superkomputera znajdującego się na terenie placówki Oak Ridge National Laboratory. Efekt końcowy był jednak wart wszystkich podjętych wysiłków, ponieważ autorzy badań uzyskali naprawdę dokładny obraz sytuacji.
Jak podkreśla Bulgac, podejście jego zespołu jest wyjątkowe, gdyż polegało na wprowadzeniu równań ruchów znanych fizykom jądrowym od lat. Dokonali tego z wysoką precyzją i udziałem mechaniki kwantowej. Tym sposobem badacze dostrzegli coś intrygującego na temat procesu rozszczepienia. Największe zainteresowanie wzbudziło coś, co sami zainteresowani określają mianem zmarszczki w gęstości cząstek subatomowych. Taka zmarszczka pojawiała się niedługo przed zapoczątkowanie rozszczepienia.
Czytaj też: Azjatycki wzór inspiracją do przełomu w fizyce kwantowej
Poza tym naukowcy odnotowali różnicę w czasie podziału między dwoma typami nukleonów. Najważniejszy pozostaje fakt, iż użyty na potrzeby badań model był w stanie przewidywać energię, rozkład kątowy, czy kierunki ucieczki wysokoenergetycznych neutronów. Teraz fizycy będą chcieli się przekonać, czy zgromadzone informacje znajdują pokrycie w odkryciach z zakresu sposobu podziału pozornie niepodzielnego atomu na dwie części. Czekamy na rezultaty kolejnych eksperymentów.