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核变形地图采用山地景观的形式

2021-12-08 10:50:02来源:

镍64核的变形景观。通过红色,绿色和蓝色椭圆形,分别表明,具有红色,绿色和蓝色椭圆形,圆形局部最小值和主要球形最小值。

直到最近,科学家认为只有非常巨大的核可以具有显着变形的形状显着变形的稳定性的激发零旋转状态。与此同时,来自罗马尼亚,法国,意大利,美国和波兰的国际研究人员在他们的最新文章中显示了这些国家也存在于大量较轻的镍核中。这些实验中使用的理论模型的肯定验证允许描述地球实验室不可用的核的性质。

超过99.9%的原子来自原子核,其体积比整个原子的体积小一万亿倍。因此,原子核具有令人惊叹的密度,每立方厘米约1.5亿吨。这意味着一汤匙核物质的重量几乎与一间立方公里的水一样多。尽管尺寸非常小,但令人难以置信的密度,原子核是由质子和中子制成的复杂结构。

人们可能希望这种极致的物体总是采用球形。然而,实际上,情况完全不同:大多数核是变形的 - 它们同时表现出沿一个甚至两个轴的形状扁平或伸长。为了找到给定核的最爱形式,习惯于构建潜在能量的景观作为变形的函数。

一种可以通过绘制平面坐标是变形参数的地图来可视化这种横向,即沿两个轴的伸长或扁平化,而颜色表示将核带到给定形状所需的能量。这种地图是一个充满类比的山地形的地理地图。

如果在核反应中形成核,则出现在景观的给定点 - 它需要特定的变形。然后,它开始向最低能点滑动(改变变形)(稳定变形)。然而,在一些情况下,在到达地面状态之前,可以在一些局部最小值,陷阱中停止一段时间,这对应于稳定变形。这与距离山区区域的特定位置的水非常相似,并且向下流动。在它到达最低山谷之前,它可能被困在局部凹陷中一段时间​​。如果流将局部凹陷连接到景观的最低点,则水将流下。如果抑郁症均匀,水将留在那里很长一段时间。

实验表明,旋转零中的核变形景观中的局部最小值仅存在于大于89(actinium)的原子序数中的大规模核中,并且在200上方高于200井的质子和中子。这种核可以在亚稳变形下捕获在这些二级最小值中,甚至比达到地面状态所需的时间长到数百万的时间,而不会被陷阱减慢。

在几年前,在较轻元件的核中,从未观察到与稳定变形相关的激发零旋转状态。几年前的情况发生了变化,当镍-66中发现具有增加的稳定性的相当变形的状态,核,具有28个质子和38个中子的细胞核。通过通过由东京大学理论家制定的复杂的蒙特卡罗壳模型进行的计算刺激了该鉴定,这预测了这种变形陷阱。

我们的日本同事执行的计算也提供了另一个意外结果,Bogdan Fornal教授(IFJ PAN)说。他们表明,在镍-64的潜在能量景观中也应该存在与大量变形相关的深,局部凹陷(陷阱),核心少于镍-66,核心少于镍-66,这迄今为止被认为只有一个主要最小球形形状。问题是,在镍-64中,在高海拔地区的高海拔地区预测抑郁症 - 在山地地形类比的高海拔中 - 发现在该陷阱中放置核的实验方法是极难的。

涉及四个互补实验的旅游力,由来自罗马尼亚(Ufin-HH的Ifin-HH),法国(Institut Laue-Langevin,Grenoble),意大利(米兰)(米兰)(大学)(大学)北卡罗来纳州和屯门)和波兰(Ifj Pan,克拉科夫)。测量在欧洲和美国的四个不同的实验室进行:Institut Laue-Langevin(Grenoble,法国),Ifin-HH Tandem实验室(罗马尼亚),argonne国家实验室(芝加哥,美国)和三角大学核实验室(屯门,北卡罗来纳州,美国)。采用不同的反应机制,包括质子和中子转移,热中子捕获,库仑激发和核共振荧光,与最先进的伽马射线检测技术相结合。

所有数据都允许在镍-64的潜在能量景观中建立两个二级最小值,对应于扁平(扁平)和增殖(细长)椭圆形状,随着所示显着延迟过渡到主要球形最小值。

“延长在Ni-64核的脯氨酸最小值中捕获的核花费的时间并不像重核那样壮观,在那里它达到数百万次。我们录制了只有几十次的增加;然而,这种增加的事实是接近新的理论模型提供的,是一个很大的成就,“国家教授。

该研究的特别有价值的结果是识别复杂核系统中核子之间作用的前面未被克服的部件,所谓的张量单极,这是镍同位素中的多方尺寸变形景观。科学家预计这种互动在很大程度上是在很大程度上塑造尚未被发现的许多核的结构。

在更广泛的角度下,所提出的研究表明,这里应用的理论方法能够充分预测镍核的独特特征,具有很大的潜力,描述了在实验室中无法访问的数百个核系统的性质地球今天,但在星星中不断生产。

参考:“由Monopole Tensor Interaction驱动的64ni旋转的形状共存”由N.Mărginean等,9月2日,9月2日,物理评论信件.DOI:
10.1103 / physrevlett.125.102502

资金:欧盟H2020 Ensar2,意大利Istituto Nazionale Di Fisica Unther,波兰国家科学中心,FNRS,罗马尼亚核项目,美国能源部,科学办公室,国家科学基金会办公室,国家科学基金会,NARC。