Nešioti neutroninę žvaigždę į žemę

Menininko įspūdyje matyti, kaip susiduria du permatomi skardos branduolius vaizduojantys orbai ir suskaidomi į įvairiaspalvius šukes. Tarp šių šiukšlių, atstovaujančių protonams, neutronams ir jų grupėms, yra vienas pionas, vaizduojamas kaip dar viena permatoma sfera su dviem mažesnėmis sferomis, atstovaujančiomis viduje esančius kvarkus.

Mičigano valstijos universiteto vadovaujama tarptautinė tyrimų grupė padėjo sukurti kosmines sąlygas RIKEN sunkiųjų jonų greitintuvuose Japonijoje.

Įsivaizduokite, kad imate visą Mičigano ežero vandenį – daugiau nei trilijoną litrų vandens ir įspauskite jį į 4 litrų kibirą, kokį galite rasti techninės įrangos parduotuvėje.

Greitas numerių patikrinimas rodo, kad tai neįtikėtina – per daug daiktų ir nepakanka vietos. Tačiau šio svetimkūnio tankis yra pagrindinė dangaus kūnų, vadinamų neutroninėmis žvaigždėmis, savybė. Šios žvaigždės yra tik maždaug už 15 mylių, tačiau kai kurių ekstremalių fizikos dėka yra masyvesnės už Saulę.

Mičigano valstijos universiteto tyrėjų vadovaujamas tarptautinis bendradarbiavimas imitavo Neutrono žvaigždėVisatos būklė Žemėje, siekiant geriau nustatyti, kad mokslas yra kraštutinis. Komanda pasidalijo rezultatais žurnale. Fizinio apžvalgos laiškas 2021 m. Balandžio 19 d

Eksperimentui komanda pasirinko alavą, padedantį sukurti didelio tankio branduolinę sriubą, kurioje gausu neutronų, padedančią jai labiau imituoti neutronų žvaigždės aplinką. Japonijos RIKEN Nishina greitintuvu paremto mokslo centro komanda pagreitino alavo branduolių spindulį iki beveik dviejų trečdalių šviesos greičio. Švietimo, kultūros, sporto, mokslo ir technologijų ministerija – Japonija arba MEXT, Japonija

Betty Tsang

Betty Tsang, branduolinio mokslo profesorė ir MSU Nacionalinės superlaidžiųjų ciklotronų laboratorijos tyrėja.

Tyrėjai siuntė spindulį per ploną alavo taikinį arba foliją, kad susidurtų alavo branduolys. Branduolys sutrupėjo, o akimirką – viena milijardo sekundės dalis – nuolaužos egzistuoja didelio tankio branduolinės generacijos grupių, vadinamų protonais ir neutronais, regionuose. Nors ši aplinka yra trumpalaikė Bet jis išgyvena pakankamai ilgai, kad susidarytų retos dalelės, vadinamos pionais (tariama „pie-ons“ – „pi“ kilusi iš graikų raidės π).

Komanda padeda mokslininkams geriau atsakyti į klausimus apie branduolinį mokslą ir neutronų žvaigždes, sukurdama ir aptikdama šį pioną. Pavyzdžiui, šis darbas galėtų padėti mokslininkams geriau apibūdinti vidinį slėgį, kuris neleidžia neutroninėms žvaigždėms žlugti jų pačių sunkio jėgoje ir tapti juodosiomis skylėmis.

„Mūsų atlikti eksperimentai negali būti atliekami niekur kitur, išskyrus neutronų žvaigždės vidų“, – sakė branduolinių mokslų profesorė, Nacionalinės ciklotronų laboratorijos arba NSCL tyrėja MSU Betty Sang.

Deja, mokslininkai negali įrengti parduotuvių neutronų žvaigždėse. Be pūtimo temperatūros ir triuškinamos gravitacijos, artimiausia neutronų žvaigždė yra maždaug už 400 šviesmečių.

Tačiau visatoje yra dar viena vieta, kur mokslininkai gali stebėti medžiagą, kuri yra tokia tanki, kad ji yra nepaprastai tanki. Tai yra laboratorijoje dalelių greitintuvas, kuriame mokslininkai gali susmulkinti atomų ar branduolių šerdis, kad išspaustų didelį kiekį branduolinės medžiagos į ypač mažus kiekius.

Žinoma, tai nėra ir tortų takas.

Williamas Lynchas

Williamas Lynchas, Gamtos mokslų kolegijos MSU Fizikos ir astronomijos katedros branduolinės fizikos profesorius.

„Eksperimentai yra labai sunkūs, – sakė Tsangas. – Štai kodėl komanda taip jaudinasi“, – Spartos tyrėjų komandai vadovauja Tsangas ir Williamas Lynchas, MSU Fizikos ir astronomijos katedros branduolinės fizikos profesorius.

Norint pasiekti šį bendrą tikslą šiame tyrime, kiekviena bendradarbiavimo institucija turi savo stipriąsias puses.

“Todėl mes kaupiame bendradarbius, – sakė Tsangas. – Problemas sprendžiame plečiant grupę ir kviečiant žmones, kurie žino, ką daro.”

MSU, kur vyksta viena iš pagrindinių branduolinės fizikos studijų programų Jungtinėse Valstijose, yra lyderis kuriant piono detektorius. Priemonę, vadinamą „SπRIT Time Projection Chamber“, sukūrė bendradarbiai iš Teksaso A&M universiteto ir RIKEN.

„RIKEN“ greitintuvas teikia retą, daug neutronų turinčią alavo energiją ir branduolį, reikalingą neutroninę žvaigždę primenančiai aplinkai sukurti. Mokslininkai iš Darmštato technikos universiteto Vokietijoje palaiko alavo taikinius, kurie turi atitikti tam tikrus reikalavimus. Studentai, darbuotojai ir dėstytojai iš kitų Azijos ir Europos institucijų padeda kurti eksperimentus ir analizuoti duomenis.

Šio RIKEN akceleratoriaus eksperimentai padeda pakelti šį supratimą į naujas energijos ir tankio aukštumas. Tačiau vis dar yra daug iššūkių.

Kai 2022 m. Buvo atidaryta retų izotopų pluošto įranga arba FRIB, ji žadėjo būti tarptautinio bendradarbiavimo branduolinio mokslo centre. Patalpa bus įrengta specialiai norint ištirti, kaip veikia branduolinės sistemos esant didelei energijai ir tankiui.

“Kai FRIB prisijungia prie interneto, tai suteikia mums daugiau galimybių pasirinkti spindulius ir leidžia tiksliau atlikti matavimus”, – sakė Tsangas, “o tai padės geriau suprasti neutroninės žvaigždės vidų ir jo ieškoti. Rasta kažkas įdomesnio ir stebinančio . “

Nuoroda: „Simetrinės energijos matavimas su piono spektro santykiu“, autorius J. Estee ir kt. („SπRIT“ bendradarbiavimas), 2021 m. Balandžio 19 d., Galima rasti čia. Fizinio apžvalgos laiškas.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.162701

Šį darbą remia DOE-SC dotacijos numeriais DOE DESC0004835, DOE DESC0014530 ir DOE-SC0021235.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Prognozuojama, kad ateivių rūšių padaugės 36% iki 2050 m

Egipto žąsis (Alopochen aegyptiaca), kilusi iš Afrikos, o dabar įsikūrusi Vidurio ir Vakarų Europoje. Autorius: profesorius Timas Blackburnas, UCL Tikimasi, kad šio amžiaus viduryje...

Dėl hormoninių vaistų neproliferaciniai baltymai gali išplisti koronavirusą ir sustabdyti ID-19 vystymąsi

Hormonų tyrimai gali sukelti AD-19 ginklų paplitimą. Kreditas: „Getty Images“ Naujas „Penny Medical“ tyrimas parodo, kaip anti-androgenai trukdo pagrindiniams receptoriams, reikalingiems virusų invazijai į...

Nuostabus „slapto“ objektyvo projektavimo metodas, kurį naudojo „mikrobiologijos tėvas“, rastas po 300 metų

Tai Van Leeuwenhoek mikroskopas. Autoriai: Utrechto universitetas / Rijksmuseum Boerhaave / TU Delft Mikroskopas, kurį Antoni van Leeuwenhoek naudojo novatoriškiems tyrimams atlikti, turi nuostabų...

Joninės sijos sudaro glaudžiai sujungtas „Qubits“ grandines.

Jonų pluoštai gali suformuoti glaudžiai suporuotas kvantinių bitų (kubitų) grandines, pagrįstas deimantų „azoto neturinčiais„ spalvų centrais “, skirtus naudoti kvantinės skaičiavimo aparatinėje įrangoje. ...

Tyrėjai kuria 3D atspausdintą želę biomedicininėms medžiagoms, minkštai robotikai

Hidrogelio medžiaga gaunama iš skirtingo dydžio dumblių dalelių. Paskola Orlino slėnis, NC valstybinis universitetas Dėl stiprumo ir lankstumo hidrogeliai sujungia du fizinius kiaušinius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.