Κατοπτρισμός διαφαίνεται στην πυρηνική φυσική.

Από σελίδα του PhysicsWeb 2 Φεβρουαρίου 2001

Διπλό ταίρι. Σε μερικούς πυρήνες ατόμων με χωρική συμμετρία, ένα μονήρη πρωτόνιο και νετρόνιο που κινούνται ταχέως   γύρω από ένα στρεφόμενο πυρήνα δίνουν διαφορετικές  τιμές της στροφορμής στους πυρήνες κατοπτρικής εικόνας.

Κατοπτρικές εικόνες αναφαίνονται σ' ολόκληρη τη φύση. Πολλά βιολογικά μόρια εμφανίζονται με ταυτόσημες αλλά αριστερόχειρες και δεξιόχειρες μορφές - ένα φαινόμενο γνωστό ως chirality. Μερικά υποατομικά σωματίδια - όπως φερμιόνια - είναι επίσης κατοπτρικά επειδή μπορούν να υπάρξουν σε δύο μορφές που είναι ίδιες εκτός από την κατεύθυνση του spin τους. Εντούτοις, οι επιστήμονες από καιρό έχουν θεωρήσει ότι οι πυρήνες των ατόμων είναι πάρα πολύ συμμετρικοί για να έχουν "κατοπτρικές εικόνες".  Αλλά τώρα ο Krzysztof Starosta του πολιτειακού Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης και οι συνάδελφοι του έχουν δείξει ότι μερικοί πυρήνες είναι αρκετά ασυμμετρικοί, έτσι ώστε μπορούν να έχουν ισοδύναμες αλλά κατοπτρικές μορφές.

Τα νουκλεόνια-νετρόνια και πρωτόνια- συγκροτούν ένα πυρήνα ζευγαρωμένα με μια δομή ανάλογη με τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο. Ορισμένοι πυρήνες έχουν ένα περιττό αριθμό νετρονίων και πρωτονίων, αφήνοντας δύο εφεδρικά νουκλεόνια που δεν είναι ζευγαρωμένα αλλά ανεξάρτητα και μονήρη. Αν αυτά τα νουκλεόνια έχουν ως άξονα περιστροφής τον άξονα ιδιοπεριστροφής του πυρήνα, ολόκληρος ο πυρήνας θα εμφανίζεται ιδιαίτερα συμμετρικός και δεν θα μπορούσε να εμφανιστεί σε κατοπτρικές μορφές. Αλλά όταν τα μονήρη νουκλεόνια κινούνται σε τροχιές των οποίων τα επίπεδα είναι κάθετα μεταξύ τους αλλά κάθετα και στον άξονα ιδιοπεριστροφής του πυρήνα, ο πυρήνας διαμορφώνεται σε σχήμα "πατάτας" δηλαδή παρουσιάζει μια διαφορετική διάμετρο στους τρεις άξονες. Οι τρεις τροχιακοί άξονες μπορούν να προσανατολιστούν ο ένας ως προς τους άλλους με δύο ευδιάκριτους τρόπους- που αντιστοιχούν σε δύο πιθανά διαφορετικά spin για τον πυρήνα- και η ομάδα του Starosta θεωρεί ότι αυτό είναι το κλειδί στους πυρήνες "κατοπτρικής εικόνας".

Για να εξετάσουν τη θεωρία, ο Starosta και οι συνάδελφοι του διέσπασαν δείγματα του καισίου, λανθανίου, πρασεοδυμίου και του προμηθείου - που όλα έχουν δομή "εφεδρικού νουκλεονίου" - με βαριά ιόντα. Αυτή η διάσπαση δημιουργεί πυρήνες με ένα ευρύ φάσμα διεγειρόμενων ενεργειακών καταστάσεων, και οι οποίοι εκπέμπουν ακτίνες γάμμα καθώς πέφτουν στις χαμηλότερες ενεργειακές καταστάσεις. Η ομάδα του Starosta παρατήρησε ότι οι πυρήνες εξέπεμψαν ζεύγη ακτίνων γάμμα με ελαφρώς διαφορετικές ενέργειες αλλά με το ίδιο ποσό στροφορμής. Η καλύτερη εξήγηση για αυτήν την μικροσκοπική απόκλιση είναι ότι οι "κατοπτρικές εικόνες" των ίδιων πυρήνων παρήγαγαν τα σήματα. Οι ενέργειες βρέθηκαν να είναι πάρα πολύ παρόμοιες για να προέλθουν από τις απολύτως διαφορετικές διαδικασίες αποσύνθεσης.