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揭开|对原子核的最新研究,将帮助科学家揭开中子星和放射性物质的秘密

『快看奇闻网摘要_揭开|对原子核的最新研究,将帮助科学家揭开中子星和放射性物质的秘密』当粒子配对并在近距离相互作用时,描述远距核子相互作用的模型就失效了。现在,由麻省理工大学领导的一个研究小组利用世界上最强大的超级计算机模拟了几种原子核中质子和中子...


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揭开|对原子核的最新研究,将帮助科学家揭开中子星和放射性物质的秘密
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气体中的原子看起来就像纳米级狂欢中的参与者,粒子快速旋转,配对,再以看似随机的方式飞来飞去。然而,物理学家已经提出了预测这种行为的公式,即使当原子靠得非常近并以复杂的方式相互作用。
单个原子核内的环境似乎与此相似,质子和中子也在跳动。但由于原子核是一个如此紧凑的空间,科学家们一直难以确定这些被称为核子的粒子在原子核中的行为。当粒子配对并在近距离相互作用时,描述远距核子相互作用的模型就失效了。
现在,由麻省理工大学领导的一个研究小组利用世界上最强大的超级计算机模拟了几种原子核中质子和中子的行为。该小组探索了广泛的核相互作用模型,并惊奇地发现,描述原子在气体中的行为的公式可以推广,以预测质子和中子在原子核内的近距离相互作用。
当核子之间的距离小于1飞米到1千万亿分之一米时,研究人员发现了另一个令人惊讶的现象:粒子以同样的方式配对,不管它们是在像氦这样的小原子核里还是像钙这样更拥挤的原子核里。
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这些短程配对并不真正关心它们的环境,它们将以同样的普遍方式配对。这种短程行为可能适用于所有类型的原子核,比如密度更大、更复杂的放射性原子核。
人们没想到这种模型能适用于原子核,而原子核是物理学中最复杂的物体。尽管原子核和原子之间的密度相差超过20个数量级,但我们仍然可以发现这种普遍现象,并将其应用于核物理中的许多仍未解决的问题。
该团队在上周的《自然物理》杂志上发表了他们的研究结果。
研究人员试图理解质子和中子在极短范围内的相互作用。在非常小、密度非常大的环境下,核子之间的拉扯是出了名的难以确定。多年来,他一直想知道原子物理学中被称为接触形式论的概念是否也可以应用于核物理和原子核的内部。
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广泛地说,接触形式理论是一种普遍的数学描述,它证明了原子云的行为取决于它们的规模:那些彼此远离的原子遵循一定的物理规律,而紧密相连的原子遵循一套完全独立的物理规律。研究人员想知道接触形式理论是否也可以描述原子核内的相互作用。这是原子物理学的一场革命。
研究人员首先与希伯来大学的学者合作,他们领导了原子接触形式的理论推广,以描述粒子相互作用的一般系统。他们以一种与广义接触形式所预测的长程核子完全独立的方式,在一个小的、密集的核环境中模拟粒子,以观察短程核子的行为模式是否会出现。

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来源:(老胡说科学)

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