محققان توسعه رویکرد رمان به مدلسازی هنوز تایید نشده نادر هسته ای روند

شرق و لانسینگ, میشیگان. - محققان از تسهیلات برای نادر ایزوتوپ پرتو (FRIB) آزمایشگاه (frib.msu.edu) در دانشگاه ایالتی میشیگان (MSU) گرفته اند یک قدم به سوی یک نظری اول-اصول شرح neutrinoless دو beta decay. رعایت این هنوز تایید نشده نادر فرآیند هسته ای خواهد پیامدهای مهمی برای فیزیک ذرات و کیهان شناسی. نظری شبیه سازی های ضروری برای برنامه ریزی و ارزیابی پیشنهاد آزمایش. این تیم تحقیقاتی ارائه نتایج خود را در یک مقاله که اخیرا منتشر شده در Physical Review Letters.

FRIB نظریه پردازان Jiangming یائو پژوهش های همکار و نویسنده سرب از مطالعه رولاند Wirth تحقیقات دانشیار و Heiko Hergert استادیار اعضای یک موضعی همکاری بنیادی تقارن و neutrinoless دو beta decay. U. s. Department of Energy Office علوم از فیزیک هسته ای بودجه موضعی همکاری. این نظریه پردازان نیروهای با همکار موضعی همکاری اعضای خود را از دانشگاه کارولینای شمالی-چپل هیل و همکاران خارجی از Universidad Autonoma de Madrid, اسپانیا. کار خود را علامت نقطه عطف مهمی به سوی یک نظری محاسبه neutrinoless دو beta decay نرخ با به طور کامل کنترل و اندازه گیری عدم قطعیت.

نویسندگان توسعه یافته در رسانه ژنراتور-هماهنگ کردن روش (IM-GCM). آن است که یک رویکرد رمان برای مدل سازی تعامل بین nucleons است که قادر به توصیف ساختار پیچیده ای از نامزد هسته برای این پوسیدگی. اولین نرم افزار IM-GCM به محاسبه و از neutrinoless دو واپاشی بتا برای هسته کلسیم-48 مجموعه صحنه را برای اکتشافات از نامزدهای دیگر با کنترل تئوری عدم قطعیت است.

در neutrinoless دو beta decay دو پروتون به طور همزمان تبدیل به نوترون بدون ساطع دو نوترينو که به نظر می رسد در بیشتر معمولی ضعیف-تعامل فرآیندهای. اگر آن وجود دارد این است که بسیار نادر پوسیدگی است که انتظار می رود که نیمه عمر بیشتر از 10 septillion سال (یک 1 با 25 صفر) به این معنی که نیمی از یک نمونه از هسته را تحت neutrinoless دو بتا-پوسیدگی در این دوره بسیار طولانی.

آن مشاهده خواهد نشان دهد که نوترينو را در خود antiparticles. هر subatomic particle مربوطه antiparticle که دارای جرم مشابه اما مساوی و مخالف شارژ. ذرات و antiparticles می توانید یکدیگر را نابود می روم تنها انرژی است. از این رو هیچ نوترينو خواهد بود مشاهده شده در neutrinoless دو beta decay. یک neutrinoless دو beta decay مشاهدات نشان می دهد که یک قانون اساسی -- حفاظت از lepton شماره -- نقض شده است در طبیعت. این می تواند کمک به توضیح دهد که چرا جهان وجود ماده بیش از ضد ماده که متشکل از فوق antiparticles. مشاهده نیز مستقیم تلاش برای تکمیل مدل استاندارد فیزیک ذرات.

"عدم وجود نوترينو در این هنوز تایید نشده پوسیدگی باعث می شود آن را ممکن است برای تعیین neutrino توده ها" گفت: Hergert. "این توده ها هستند که یک پارامتر مهم در مدل تکامل از جهان است. نظری واپاشی یک عنصر کلیدی در استخراج neutrino توده ها از اندازه گیری طول عمر و یا حداقل فراهم می کند جدید محدودیت های بالا در این مقادیر."

محاسبات تئوری مانند کسانی که ارائه شده توسط نویسندگان نیز کمک خواهد کرد که تعیین اندازه آشکارسازهای مورد نیاز برای مقیاس بزرگ neutrinoless دو beta decay آزمایش.

توسعه و اجرای آزمون های بنیادی تقارن یک عنصر مهم از FRIB ماموریت. FRIB آزمایش کشف ساختار neutrinoless دو beta decay نامزدها و همسایه ایزوتوپ است که رای دادن در آن پوسیدگی ممکن است رخ دهد. نظری روش توسعه یافته برای این مطالعه در حال حاضر می توان به دیگر هسته های با ساختار پیچیده هستند که مورد مطالعه در FRIB.

###

MSU ایجاد تسهیلات برای نادر ایزوتوپ پرتو (FRIB) به عنوان یک کاربر جدید تسهیلات برای کار فیزیک هسته ای در وزارت انرژی از علم است. تحت ساخت و ساز در محوطه دانشگاه و اداره توسط MSU, FRIB فعال خواهد شد دانشمندان به کشفیات در مورد خواص ایزوتوپ نادر به منظور درک بهتر فیزیک هسته, هسته ای فیزیک نجومی اساسی تعاملات و برنامه های کاربردی برای جامعه از جمله در پزشکی, امنیت میهن و صنعت.

U. s. Department of Energy Office of Science تنها بزرگترین حامی از تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و کار به آدرس برخی از مبرم ترین چالش است. برای اطلاعات بیشتر energy.gov/science.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.