Nötron yıldızlarının çarpışmasının altın ve platin gibi değerli metalleri oluşturduğu düşünülüyor. Bu yıldızların özellikleri bir sır olarak kalmaya devam ediyor ancak çözüm, Dünya'nın en küçük yapı taşlarından biri olan kurşun atom çekirdeğinde bulunabilir. Atomun çekirdeğindeki nötron yıldızının iç kısımlarını kontrol eden hayati gücün sırlarını çözmenin zor olduğu kanıtlandı.
dan yeni bir çalışma Chalmers Teknoloji Üniversitesiİsveç cevapları sunabilir. Bir bilgisayar modeli kullanılarak yapılan çalışma, ağır ve kararlı kurşun elementinin atom çekirdeğinin hesaplanmasında çığır açıcı bir gelişme sunuyor.
Kuzey Amerika ve İngiltere'deki meslektaşlarıyla birlikte geliştirilen model artık ileriye giden yolu gösteriyor. İzotop* kurşun-208'in ve onun 'nötron derisi' olarak adlandırılan özelliklerinin yüksek hassasiyette tahmin edilmesini sağlar.
Bir nötron yıldızının boyutu bir nötron yıldızından kilometrelerce daha büyük olmasına rağmen atom çekirdeğiözellikleri genellikle aynı fizik tarafından yönetilir. Ortak payda, bizi bağlayan hayati güçtür. protonlar ve nötronlar bir atom çekirdeğinde birbirlerine Bir nötron yıldızının çökmesi de aynı kuvvetle önlenir. Evrendeki temel bir bileşen olmasına rağmen yaşamsal gücün bilgisayar modellerinde açıklanması zordur, özellikle de kurşun gibi ağır, nötron açısından zengin atom çekirdekleri söz konusu olduğunda. Sonuç olarak, araştırmacıların karmaşık hesaplamaları onları birçok çözülmemiş sorunla boğuşmaya bıraktı.
Nötron bakımından zengin maddede güçlü kuvvetin nasıl çalıştığını anlamak için bilim adamlarının teori ve deney arasında anlamlı karşılaştırmalara, laboratuvarlarda ve teleskoplarla yapılan gözlemlere ve güvenilir teorik simülasyonlara ihtiyacı var.
Chalmers Fizik Bölümü Doçenti ve makalenin ana yazarlarından biri olan Andreas Ekström şunları söyledi: "Atılımımız, en ağır kararlı element olan kurşun için bu tür hesaplamaları gerçekleştirebildiğimiz anlamına geliyor."
Araştırmacılar yeni bir hesaplamalı model oluşturmak için teorileri deneysel çalışmalardan elde edilen önceden var olan verilerle birleştirdi. Daha sonra, daha önce koronavirüsün potansiyel yayılımını simüle etmek için kullanılan istatistiksel yöntem, karmaşık hesaplamalarla birleştirildi.
Kurşun için yeni modeli kullanarak birçok güçlü kuvvet hipotezini değerlendirmek artık mümkün. Model kullanılarak en zayıftan en ağıra kadar çeşitli atom çekirdekleri için tahminler de yapılabilir.
Atom çekirdeğini oluşturan 126 nötron, atomun dış kaplamasını veya derisini oluşturur. Hayati kuvvetin özellikleri derinin kalınlığı ile ilgilidir. Hem atom çekirdeğinde hem de nötron yıldızlarında hayati kuvvetin işleyişini anlamak, nötron derisinin kalınlığı.
Araştırma lideri, Chalmers Fizik Bölümü Profesörü Christian Forssén şunları söyledi: "Nötron derisinin şaşırtıcı derecede ince olduğunu ve bunun da nötronlar arasındaki kuvvete dair yeni bilgiler sağlayabileceğini tahmin ediyoruz. Modelimizin çığır açan bir yönü, tahminler sağlaması ve teorik hata marjlarını değerlendirebilmesidir. Bu, bilimsel ilerleme kaydedebilmek için çok önemli.”
"Bu atılım, örneğin nötron yıldızlarının daha kesin modellerine ve bunların nasıl oluştuğuna dair bilginin artmasına yol açabilir."
"Bizim için amaç, güçlü kuvvetin nötron yıldızlarında ve atom çekirdeğinde nasıl davrandığını daha iyi anlamaktır. Araştırmayı, örneğin altın ve diğer elementlerin nötron yıldızlarında nasıl yaratılabileceğini anlamaya bir adım daha yaklaştırıyor ve günün sonunda evreni anlamakla ilgili.”
Dergi Referans:
- Hu, B., Jiang, W., Miyagi, T. ve diğerleri. Ab initio tahminleri 208Pb'nin nötron yüzeyini nükleer kuvvetlerle ilişkilendiriyor. Nat. fizik. 18, 1196–1200 (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01715-8
