Обнаружение проблемы ядерной теории

Открытие группой исследователей, возглавляемой университет Массачусетса ядерных физиков может изменить то, как атомы понимаются учеными и объяснить экстремальных явлений в космическом пространстве.

Прорыв ученых показали, что симметрия существует в пределах ядра атома не является настолько основополагающим, как ученые полагали. Открытие проливает свет на силы, действующие в ядрах атомов, открывая дверь к более глубокому пониманию Вселенной. Полученные результаты были опубликованы сегодня в природе, один из ведущих в мире научных журналов.

Открытие было сделано, когда в университет Массачусетса-вело команда работает над тем, чтобы определить, как атомные ядра, созданные в X-всплески — взрывы, которые происходят на поверхности нейтронных звезд, которые являются остатками массивных звезд в конце их жизни.

«Мы изучаем, что происходит внутри ядер атомов, чтобы лучше понять эти космические явления и, в конечном счете, ответить на один из главных вопросов в науке … как химические элементы создаются во Вселенной,» сказал Эндрю Роджерс, университет Массачусетса доцент кафедры физики, который возглавляет исследовательскую группу.

Исследование поддержано грантом 1,2 миллиона долларов от Министерства энергетики США в университет Массачусетса было проведено в Национальной лаборатории сверхпроводящего циклотрона (NSCL) в Мичиганском государственном университете. В лаборатории, ученые создают экзотические атомные ядра, чтобы измерить их характеристики, чтобы понять их роль в качестве строительных блоков материи, Вселенной и самой жизни.

Атомы являются одними из мельчайших единиц материи. Каждый атом содержит электроны на орбите вокруг крошечного ядра глубоко внутри его ядра, в котором содержится почти вся его масса и энергия. Атомные ядра состоят из двух почти идентичных частиц: заряженных протонов и незаряженных нейтронов. Число протонов в ядре определяет элемент атом принадлежит в периодической таблице и, соответственно, его химии. Изотопы одного элемента имеют одинаковое количество протонов, но различное число нейтронов.

В NSCL, ядер, ускоренных до скорости, близкой к скорости света, и разбили на части на фрагменты, создавая стронция-73 — редкий изотоп, что естественно не нашел на Земле, но могут существовать в течение коротких периодов времени во время жестоких термоядерного рентгеновских всплесков на поверхности нейтронной звезды. Этот изотоп стронция содержит 38 протонов и 35 нейтронов и живет всего на долю секунды.

Работаем круглосуточно за восемь дней, команда создала более чем 400 стронций-73 ядер и сравнили их с известными свойствами брома-73, изотоп, который содержит 35 38 протонов и нейтронов. С взаимозаменяемыми число протонов и нейтронов, брома-73 ядер считаются «зеркалом партнеры» стронций-73 ядер. Зеркальной симметрии в ядрах существует из-за сходства между протонами и нейтронами лежит в основе понимания и ученых по ядерной физике.

Примерно каждые полчаса, исследователи создали одну строну-73 ядра, перемещаемых через изотопный сепаратор NSCL, а затем принес ядра до остановки в центре комплекса блок детектора, где они могли понаблюдать за его поведением. При изучении радиоактивного распада этих ядер, ученые обнаружили, что стронций-73 вел себя совсем иначе, чем бром-73. Открытие поднимает новые вопросы о ядерных силах, по словам Роджерса.

«Стронций-73 и брома-73 должен появиться идентичны по структуре, но не удивительно, мы нашли. Прощупывание симметрий, существующих в природе является очень мощным инструментом для физиков. Когда симметрий ломаются, что говорит нам что-то не так в нашем понимании, и мы должны внимательнее посмотрим», — сказал Роджерс.

Что ученые увидели бросит вызов ядерной теории, согласно Дэниэл Хофф, в университет Массачусетса научный сотрудник, который был ведущим автором статьи, опубликованной в Nature.

«Сравнивая стронция-73 и брома-73 ядер как смотреть в зеркало и не узнавать себя. После того, как мы убедили себя, что все, что мы видели, было реальным, мы были очень рады», — сказал Хофф.

Вместе с Роджерс, Сомервилл житель, и Хофф Медфорд, команда Университет Массачусетса включены физический факультет профессорско-преподавательского состава доцент Петр Бендер, почетный профессор С. Дж. Листер и бывший университет Массачусетса научный сотрудник Крис Морс. Выпускник физике студентов Дусе Эмери Каменщика, Н. Н., и Sanjanee Waniganeththi Лоуэлл также внесли свой вклад в проект.

Как часть команды исследования, государство-оф-искусство теоретические расчеты проводились по Симин Ван, научный сотрудник Мичиганского государственного и режиссер Витольд Nazarewicz МГУ им. Джона А. Ханна заслуженный профессор, главный научный сотрудник фонда редких изотопов балки (FRIB), который откроется в следующем году.

Работа исследователей «предлагает уникальный взгляд на структуру редких изотопов», — сказал Nazarewicz. «Но многое еще предстоит сделать. Грядут новые услуги онлайн, такие как FRIB в МГУ, предоставить недостающие ключи к более глубокому пониманию зеркальной симметрии головоломки. Я рад, что экзотические балки поставляются на наш объект, уникальный инструментарий и теоретические выкладки могут способствовать этой великолепной работе».

Планы дополнительные эксперименты уже ведутся, а ученые стремятся усовершенствовать и подтвердить свои наблюдения и изучение этих изотопов.

сделать разницу: спонсорские возможности