Это не часто, в ядерной физике, которые вы можете четко выслушать обе стороны этой истории, но недавний эксперимент позволил исследователям сделать это. Они сравнивают очень похожие ядер друг с другом, чтобы получить более четкое представление о том, как компоненты ядра располагаются и обнаружил, что там еще больше узнать о сердце материи. Исследования, проводимые на кафедре национальных энергетических объектов Томаса Джефферсона акселератора, недавно был опубликован в качестве редакторов предложил читать в письма в ЖЭТФ.
«Мы хотим изучить атомную структуру, которая в основном, как ведут себя протоны и нейтроны внутри ядра», — объясняет Ренье-Крус-Торрес, докторской исследователь в ДОУ Лоренса Беркли Национальной лаборатории, который работал на эксперимент, как аспирант в Массачусетском технологическом институте. «Чтобы сделать это, мы можем измерить любые ядра, которые мы хотим. Но делать высокоточные испытания ядерного теории, мы ограничены в легких ядрах, которые имеют точность расчетов. Измерения этих легких ядер является эталоном для понимания ядерной структуры в целом».
Для этого измерения, исследователи сосредоточились на двух из самых простых и легких ядер во Вселенной: гелия и водорода. Они сосредоточили свое внимание на земле изотоп гелий называется гелием-3, так называемая потому что он содержит только три основных компонента: два протона и один нейтрон. Изотопа водорода, который они протестировали, тритий, также состоит из трех компонентов: одного протона и двух нейтронов.
«Они являются зеркальным ядер. Таким образом, можно предположить, что протонов в гелии-3 в основном такие же, как нейтронов в тритий и наоборот», — говорит Флориан Хауэнштайн, совместный научный сотрудник постдокторантура в Университете старого Доминиона и MIT.
По мнению исследователей, путем сопоставления этих относительно простых ядер, они могут сделать окно в сильных ядерных взаимодействий, которые не могут быть продублированы в других местах. Вот ведь как некоторые из самых легких и наименее сложных ядер во Вселенной, эти ядра являются отличным примером для сравнения с Государство-оф-искусство теорий, которые описывают основные структуры различных ядер.
«Теория вычисления были там на некоторое время, но мы не знали, насколько они хороши», — объясняет Нгуен Диен, научный сотрудник Массачусетского технологического института и входящих товарищ Натан Isgur в ядерных экспериментов в лаборатории им. Джефферсона. «Так, с этого исследования, мы можем количественно сказать, что хороший расчет. Я думаю, что это очень важный шаг».
Для сравнения, исследователи измерили обоих ядер в высокоточных экспериментов в непрерывный электронный пучок ускорителя объекта (CEBAF), пользователя объекта ДОУ на основе в лаборатории им. Джефферсона.
Электронов CEBAF были направлены на ядрах трития и гелия-3, где взаимодействует с протонами ядер по. Затем ударил протоны и электроны были захвачены и измеряется в больших детекторов под названием спектрометры в экспериментальной лаборатории А. Джефферсон Холл
«Мы используем спектрометр для исследования свойств этих последних-состояние частицы и оглядываться на ядре и попытаться понять, что происходит внутри ядра До реакции имел место», — говорит Крус-Торрес.
Этот эксперимент был сложным и новаторским в том, что он был проведен в более широком диапазоне энергии с беспрецедентной точностью. Кроме того, данные трития являются очень впервые за эти изучения этих реакций.
Затем исследователи сравнили полный спектр данных от экспериментов к теории расчетов на структуры ядер гелия-3 и трития. Они обнаружили, что данные в целом соответствуют теории хорошо для обоих ядер в точности, которую позволяет экспериментировать, подвиг, который был описан один исследователь как триумф современной ядерной физики. Однако, различия также наблюдались по отношению к некоторым из расчетов, с указанием, что требуется дальнейшее уточнение теоретических процедур.
«Мы ожидали, что гелий-3 расчеты в конце будет легко сопоставить данные, но на самом деле оказалось, что раздел тритий крестиком очень хорошо подходят в расчет теорию, а гелий-3 не так уж и много по всему диапазону. Итак, мы должны вернуться назад и посмотреть на гелий-3», — объясняет Хауэнштайн.
Дьен подтверждает, что этот неожиданный результат является сейчас стимулом для продолжения этих высокоточных исследований легких ядер в шутку.
«Раньше мы думали, что очень хорошо разбираться в расчетах», — говорит Нгуен. «Но теперь, результатом является то, что нами движет, чтобы делать еще более детальные измерения, потому что мы хотим убедиться, что мы имеем хорошее согласие с теорией.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!