Размер не все – по крайней мере, в ядерной физике. Но если бы атомы имели эго, то несколько литиевых атомов были бы смущены прямо сейчас, когда ученые сократили свои ядра приблизительно одной пятой.
Результаты эксперимента, изданные в Physical Review Letters 5 марта, могут помочь создать теорию, которая может объяснить ядерные взаимодействия всех вариантов.«Сжатие приблизительно 20% очень удивительно», говорит Хирокэзу Тэмура, физик в университете Тохоку в Сендае, Япония. Поэтому сжатие ядра является очень трудным.
Таким образом вместо того, чтобы пытаться сжать его, Тэмура и коллеги из Японии, Китая, Кореи и США намереваются сокращать литий 7 ядер из.Физики заменили так называемым странным кварком вниз кварк, превратив один из нейтронов атома в частицу, названную лямбдой или L, напоминающим нейтрон, но несколько более тяжело. Замена кварка превратила литий 7 в lithium-6-L, так называемое «гиперъядро» с тонко различными свойствами.
Различие происходит от принципа исключения Паули, механическое квантом правило, запрещающее определенным частицам наличие того же квантового состояния. Учитывая шанс, нейтрон в ядре займет самый низкий энергетический уровень или стандартное состояние. Два нейтрона могут населять тот уровень, но только если у них есть различные квантовые состояния.
Для этого, чтобы быть верным, один нейтрон должен иметь вращение +1/2, и другой должен иметь вращение-1/2. Третий нейтрон, однако, должен занять позицию более высокой энергии дальше от центра атома. Те же правила исключения применяются, независимо, к протонам.Литий 6 имеет три протона и три нейтрона; один протон и один нейтрон находятся в государстве более высокой энергии, свободно связанном с ядром.
Войдите в L. Так как частица L отлична и от протонов и от нейтронов, это освобождено от принципа исключения Паули, управляющего теми частицами. В результате это снижается непосредственно в его стандартное состояние, присоединяясь к низкоэнергетическим протонам и нейтронам в центре ядра.
Дополнительный L связывает частицы более плотно вместе, но, в отличие от добавленного протона или нейтрона, не занимает дополнительного места. Устойчивое ядро сжимается.
Бригада Тэмуры наблюдала сжатие путем точного измерения гамма-лучей, происходящих от lithium-6-L гиперъядер. Гамма-лучи отражают перемену вращений частиц в гиперъядрах – информация, которая может помочь ученым определить не размер только гиперъядра, но также и как его компоненты взаимодействуют друг с другом.«Никто не был в состоянии измерить это с такой высокой точностью», говорит Джон Милленер, физик в Брукхевене Национальная Лаборатория в Аптоне, Нью-Йорк.
Он надеется, что понимание взаимодействий прольет свет на до сих пор неясные аспекты ядерной физики. «У нас действительно нет теории для этих взаимодействий».