 |
|
Связь ядерной физики с нейтронными звездами
|
| Добавление или удаление нейтронов из атомного ядра приводит к изменению размера ядра. Это, в свою очередь, вызывает незначительные изменения энергетических уровней электронов в атоме, известные как изотопные сдвиги. Ученые могут использовать точные измерения этих энергетических сдвигов для измерения радиуса ядра изотопа. |
| В недавнем исследовании ученые провели лазерные измерения ядерных радиусов стабильных изотопов кремния - кремния-28, кремния-29 и кремния-30. Они также измерили радиус нестабильного ядра кремния-32, состоящего из 14 протонов и 18 нейтронов. Исследователи использовали разницу между радиусом ядра кремния-32 и его зеркального ядра аргона-32, состоящего из 18 протонов и 14 нейтронов, чтобы установить ограничения на переменные, которые помогают описать физику астрофизических объектов, таких как нейтронные звезды. Полученные результаты являются важным шагом в развитии ядерной теории, изучении ядер и их компонентов. |
 |
| Несмотря на прогресс в ядерной теории, ученые по-прежнему сталкиваются с давними проблемами в понимании строения ядер. Например, исследователи не связали описание размера ядра с лежащей в его основе теорией сильного ядерного взаимодействия. Более того, неясно, могут ли ядерные теории, описывающие конечные атомные ядра, дать надежное описание ядерной материи. Эта особая форма материи состоит из взаимодействующих протонов и нейтронов. Ядерная материя включает материю в экстремальных условиях, таких как нейтронные звезды. Прецизионные измерения зарядовых радиусов — радиусов атомных ядер — помогают решить эти открытые вопросы. |
| Исследователи использовали лазерные спектроскопические измерения сдвигов атомных изотопов для измерения ядерного радиуса различных изотопов кремния на установке охлаждения пучков и лазерной спектроскопии (BECOLA) в Центре обработки пучков редких изотопов (FRIB) Мичиганского государственного университета. |
| Полученные результаты являются важным ориентиром для развития ядерной теории. Разница в зарядовых радиусах между ядром кремния-32 и его зеркальным ядром аргона-32 была использована для определения параметров, необходимых для описания свойств плотного нейтронного вещества внутри нейтронных звезд. Полученные результаты согласуются с ограничениями, вытекающими из наблюдений гравитационных волн и других дополнительных наблюдаемых величин. |
| Источник |
