教授与国际同事合作研究奇异核的壳层演化

时间:2020-04-25 18:17 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

教授与国际同事合作研究奇异核的壳层演化

在原子核中,质子和中子合称为核子,它们被核力束缚在一起。这些力描述了核子之间的相互作用,这些相互作用使它们占据了壳层中成组的状态,其中每个壳层有不同的能量,可以容纳一定数量的核子。当中子或质子恰好把它们各自的壳层填满到边缘时,原子核就被认为是有魔力的。这样的魔法核结合得特别好,并且有使它们突出的特性。事实上,原子核的性质的变化与核子数制定了著名的核壳模型大约70年前,与它的魔法数字2,8,20日,28日,50岁,82年和126年,已经成功在描述许多稳定的原子核的性质,使我们周围的世界。

随着粒子加速器设备的出现,短寿命的原子核——也就是所谓的稀有同位素——可以产生比质子多得多的中子,并可进行实验。对这些奇异的原子核的研究表明,这些神奇的数字并不像人们可能预期的那样不可改变,因为人们可能会从这种稀有同位素的稳定表亲那里得到中子更少的结果。新的幻数被发现,而那些已知的稳定原子核的幻数可能会在一些短命的原子核中消失。这被称为壳层进化。

在地球上,这种奇特的短寿命原子核只存在于由加速器设施产生的短暂瞬间。然而,在宇宙中,它们不断地在恒星中形成,例如,中子星表面的爆炸,超新星,或中子星的剧烈碰撞。事实上,稀有同位素的反应和衰变决定了宇宙中观察到的元素丰度。如果我们想要了解我们周围可见物质是如何形成的,我们就必须了解并能够模拟奇异核的特性。

密歇根州立大学(Michigan State University)教授亚历山德拉?盖德(Alexandra Gade)与来自日本和法国的同事合作,在权威期刊《现代物理评论》(review of Modern Physics journal)上发表了一篇广泛的综述文章,论述了观察到的奇异核壳层演化背后的力量。本文综述了该领域的研究现状,并将实验观测结果与稀有同位素描述的理论进展联系起来。

在未来,在实验和理论方面的进步将通过新的强大的实验室来实现,例如MSU的稀有同位素束设施和高性能计算。理解壳层演化的影响不仅限于核天体物理学,还扩展到核反应堆、核安全或核医学等应用领域。

Gade的研究现在得到了美国能源部科学办公室545万美元的资助。

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