Уникальная методика визуализации ядерных форм раскрывает тайны атомной структуры
Новая исследовательская работа, проведенная группой ученых из STAR Collaboration, представляет собой важное открытие в области ядерной физики. Эта работа вводит новую методику под названием «коллективно-теченая ядерная визуализация», позволяющую разгадать структуру и форму атомных ядер в условиях высоких энергий, используя столкновения ядер с ураном-238 на ускорителе RHIC.
Что такое ядерные формы?
Ядра атомов состоят из частиц, называемых нуклонами (протонами и нейтронами), которые взаимодействуют друг с другом через сильные ядерные силы. Известно, что ядра принимают различные формы, включая вытянутые и сплюснутые. Эти формы имеют решающее значение для понимания таких процессов, как нуклеосинтез и ядерное деление. Однако традиционные методыstudying форм ядер, основанные на спектроскопии и рассеянии, не всегда способны точно проиллюстрировать эти формы из-за квантовых флуктуаций.
Инновационная методология в действии
В рамках нового подхода ученые производят столкновения ядер на ультра-релятивистских скоростях, создавая условия, при которых форма ядер становится доступной для наблюдения. Этот метод позволяет получить «снимок» распределения материи внутри ядер в момент столкновения, что затем анализируется, чтобы вычленить информацию о форме ядер.
Исследование на примере урана-238 продемонстрировало, что это ядро имеет значительное отклонение от идеальной симметрии, что согласуется с предыдущими измерениями при низких энергиях. Это открытие подчеркивает важность учета форм ядер для оценки начальных условий в высокоэнергетических столкновениях и их эволюции.
Важность исследования форм ядер в контексте высоких энергий
С помощью этой методики исследователи могут не только изучать формы ядер, но и пытаться понять, как эти формы изменяются при различных энергетических масштабах. Это открывает новые горизонты для изучения не только структуры ядер, но и процессов, связанных с квантовой хромодинамикой и образованием кварк-глюонной плазмы.
Потенциал для будущих исследований
Открытие новой методики визуализации форм ядер обещает значительное расширение знаний о ядерной структуре. Ученые планируют применять этот подход для изучения нестабильных изотопов и более сложных ядерных структур, что может привести к новым открытиям в области ядерной физики и смежных наук.
«Эта методика открывает возможность для более глубокого понимания как структуры ядер, так и динамики высокоэнергетических столкновений», — говорит исследователь, участвующий в работе.