了解帶電粒子有助于物理學(xué)家模擬恒星中的元素生成。署名:uux.cn/塞巴斯蒂安·柯尼希
（神秘的電粒的元地球uux.cn）據(jù)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)（Tracey Peake）：北卡羅來(lái)納州立大學(xué)和密歇根州立大學(xué)的新研究為模擬低能核反應(yīng)開(kāi)辟了一條新途徑，這是有助于物恒星內(nèi)部元素形成的關(guān)鍵。這項(xiàng)研究為計(jì)算粒子帶電時(shí)核子如何相互作用奠定了基礎(chǔ)。理學(xué)
這項(xiàng)工作發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。擬恒
預(yù)測(cè)原子核——質(zhì)子和中子的星中簇，統(tǒng)稱(chēng)為核子——結(jié)合形成更大的素生復(fù)合原子核的方式，是解帶家模理解元素如何在恒星內(nèi)形成的重要一步。
由于相關(guān)的電粒的元核相互作用很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量，物理學(xué)家使用數(shù)值晶格來(lái)模擬這些系統(tǒng)。有助于物在這種數(shù)值模擬中使用的理學(xué)有限晶格實(shí)質(zhì)上充當(dāng)一組核子周?chē)募傧牒凶?，使物理學(xué)家能夠計(jì)算由這些粒子形成的擬恒原子核的性質(zhì)。
但到目前為止，星中這種模擬缺乏一種方法來(lái)預(yù)測(cè)控制低能反應(yīng)的素生性質(zhì)，這些反應(yīng)涉及由多個(gè)質(zhì)子產(chǎn)生的解帶家模帶電簇。這很重要，因?yàn)檫@些低能反應(yīng)對(duì)恒星中元素的形成至關(guān)重要。
“雖然‘強(qiáng)核力’將原子核中的質(zhì)子和中子結(jié)合在一起，但質(zhì)子之間的電磁排斥在原子核的整體結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)中起著重要作用，”北卡羅來(lái)納州立大學(xué)物理學(xué)助理教授、該研究的通訊作者塞巴斯蒂安·柯尼希(Sebastian knig)說(shuō)。
柯尼希說(shuō):“這種力量在最低能量時(shí)特別強(qiáng)大，在那里發(fā)生了許多重要的過(guò)程，合成了構(gòu)成我們所知世界的元素。”"但是理論預(yù)測(cè)這些相互作用是具有挑戰(zhàn)性的."
因此，柯尼希和他的同事們決定逆向研究。他們的方法著眼于晶格內(nèi)反應(yīng)的最終結(jié)果——復(fù)合原子核——然后回溯發(fā)現(xiàn)反應(yīng)中涉及的性質(zhì)和能量。
“我們沒(méi)有計(jì)算反應(yīng)本身；相反，我們關(guān)注的是最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，”柯尼希說(shuō)?！半S著我們改變‘盒子’的大小，模擬和結(jié)果也會(huì)改變。從這些信息中，我們實(shí)際上可以提取出決定這些帶電粒子相互作用時(shí)會(huì)發(fā)生什么的參數(shù)。”
“公式的推導(dǎo)出乎意料地具有挑戰(zhàn)性，”北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的研究生、這項(xiàng)工作的第一作者于航補(bǔ)充道，“但最終結(jié)果非常漂亮，具有重要的應(yīng)用價(jià)值?！?br>根據(jù)這些信息，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)公式，并根據(jù)基準(zhǔn)計(jì)算進(jìn)行了測(cè)試，基準(zhǔn)計(jì)算是通過(guò)傳統(tǒng)方法進(jìn)行的評(píng)估，以確保結(jié)果準(zhǔn)確并可用于未來(lái)的應(yīng)用。
“這是背景工作，告訴我們?nèi)绾畏治瞿M，以提取我們需要的數(shù)據(jù)來(lái)改善對(duì)核反應(yīng)的預(yù)測(cè)，”柯尼希說(shuō)。“宇宙是巨大的，但要了解它，你必須觀(guān)察它最微小的組成部分。這就是我們?cè)谶@里所做的——關(guān)注小細(xì)節(jié)，以便更好地為我們的宏觀(guān)分析提供信息。”
北卡羅來(lái)納州立大學(xué)研究生于航是這項(xiàng)工作的第一作者。密歇根州立大學(xué)稀有同位素束設(shè)施的物理學(xué)和理論核科學(xué)系主任Dean Lee是這項(xiàng)工作的合著者。Lee以前在北卡羅來(lái)納州立大學(xué)，現(xiàn)在仍然是北卡羅來(lái)納州立大學(xué)物理學(xué)的兼職教授。