Прогнозирующая структура, толстая оболочка атомного ядра, открытая химией, исследовательской группой по физике

«Если вы оставите его на столе, он превратится в порошок», — сказал соавтор Чарити. «Кальций очень быстро окисляется на воздухе. Это было проблемой».

В конечном счете, три грамма Ca-48 помогли Чарити и соавтору Виллему Дикхоффу, профессору физики, сделать обоюдоострый вывод: их команда открыла как основу для предсказания того, где нейтроны будут населять ядро, так и способ предсказания кожи. толщина ядра.В исследовании, опубликованном 29 ноября в Physics Review Letters, они предсказали, как нейтроны будут создавать толстую оболочку, и что эта оболочка из Са-48 — 3,5 фемтометра (фм) в радиусе — измеряется 0,249 + 0,023 фм.Если пересчитать это в сантиметры, получим 2,49 × 10–14 см… но главный вывод заключается в следующем: кожа толще и больше нейтронного излучения, чем считалось ранее.

«Это связывает нас с астрофизикой и, в частности, с физикой нейтронных звезд», — сказал Дикхофф о результатах исследования. «Эксперимент в Лос-Аламосе имел решающее значение для анализа, который мы проводили: в конце концов, поскольку он имеет этот дополнительный набор нейтронов, он дает нам информацию, которая помогает нам еще больше прояснить физику нейтронных звезд — где нейтронов гораздо больше. относительно протонов. И это дает нам возможность предсказать, где находятся нейтроны в Са-48. Это критическая информация, которая приводит к предсказанию нейтронной оболочки ».Чарити, Дикхофф и соавторы Хоссейн Махзун, доктор философии 2015 г. и преподаватель физики в Государственном университете Трумэна, вместе с Маком Аткинсоном, кандидатом наук по физике, продолжают погоню.

Они с интересом наблюдают, как Са-48 должен пройти самый чистый доступный тест на толщину оболочки с помощью электронного ускорителя в Национальном ускорительном комплексе Томаса Джефферсона в Ньюпорт-Ньюс, штат Вирджиния. Более того, они продолжают продвигаться вверх по цепочке нейтронно-богатых ядер к тому, что Чарити назвал «знаменитым ядром» свинца-208, исследование, возглавляемое Майклом Кеймом, старшим специалистом в области физики.«Это даст нам экспериментальное представление о том, действительно ли наш анализ является прогнозным», — сказал Дикхофф. «Мы думаем, что у нас есть веские аргументы в пользу того, почему мы думаем, что у него толстая кожа.

Есть большая группа людей … которые предсказывают меньшую кожу. Это имеет прямое отношение к пониманию размера нейтронных звезд. Это еще не кристалл. ясно, насколько велика нейтронная звезда — это радиус ».То, как они провели анализ и достигли этой системы прогнозирования, также является частью их десятилетних поисков.

Их химико-физическая группа придерживается «дисперсионных соотношений», которые Дикхофф просто объяснил, цитируя Соботку: «Это то, что говорит вам не смеяться, пока вас не пощекотали. Это означает, что причинно-следственная связь должным образом принимается во внимание». Короче говоря, они анализируют все энергии одновременно, а не сосредотачиваются на одной энергии.

С момента первой совместной публикации в 2006 году они использовали дисперсионную оптическую модель (DOM), разработанную четверть века назад теоретиком-ядерщиком из Бельгии Клодом Махо. Они расширили его — по энергетическим областям и изотопам — чтобы попытаться предсказать, где находятся ядерные частицы.«Мы должны были сделать технический шаг, чтобы учесть чувствительность частиц», — сказал Дикхофф. Он использовал свои руки, чтобы проиллюстрировать центр, а затем и остальную часть ядра: «Если они здесь, то на них также повлияло что-то еще.

Мы называем это« нелокальностью ». Без этого вы не сможете делать такие прогнозы ».Тяжелые, богатые нейтронами элементы ведут себя иначе.

Так что эта команда продолжает восхождение в супертяжелые категории: Са-40, Са-48, Свинец-208…. «Чтобы сказать: как далеко вы можете пройти по цепочке изотопов, пока не потеряете нейтроны?» Сказал Чарити. Это дает им скин в игре со скинами.

"Когда вы добавляете дополнительные нейтроны, это не нравится, верно?" Милосердие сказал об атомном ядре. «Он должен выяснить, как разместить эти дополнительные нейтроны. Он может разместить их равномерно по всему ядру. Или он может поместить их на поверхность.

Итак, вопрос в том, сильнее ли эта сила в области с низкой плотностью ядра, или слабее? "Дикхофф добавил: «Мы знаем, где находятся протоны, это хорошо установлено экспериментально. Но с нейтронами это нелегко сделать. Я просто хочу знать, что делают нуклон, протон или нейтрон. Как он тратит свои время?

Нуклоны более интерактивны — они делают другие вещи, кроме того, что спокойно сидят на своих орбитах. Вот что этот метод может сказать нам ".

Их нелокальная структура DOM — создание которой длилось более десяти лет — использует компьютерное моделирование и вычисления, а также лабораторные эксперименты. Это позволяет им «делать хорошо обоснованные и всерьез предсказания», — сказал Дикхофф. «Затем у нас будет измерение содержания свинца-208».


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.