ماهیت نیروهای هسته ای حک شده در فوتون

IFJ پان دانشمندان همراه با همکارانش از دانشگاه میلان (ایتالیا) و کشورهای دیگر را تایید کرد باید شامل سه nucleon تعاملات در شرح الکترومغناطیسی انتقال در 20O هسته اتمی است. حیاتی برای اعتبار مدرن نظری محاسبات از ساختار هسته ای بود استفاده از دولت از هنر gamma-ray آشکارساز و سیستم های به تازگی توسعه یافته روش برای اندازه گیری فمتوثانيه طول عمر در عجیب و غریب هسته های تولید شده در سنگین-ion عمیق-کشش واکنش های.

هسته های اتمی شامل nucleons - پروتون و نوترون. پروتون ها و نوترون های کوارکها و gluons برگزار شد با هسته ای قوی تعاملات. فیزیک کوارک و gluons توضیح داده شده است توسط quantum chromodynamics (QCD) بنابراین ما می تواند انتظار می رود که این خواص از نیروهای هسته ای نیز ناشی از این نظریه است. متاسفانه علیرغم تلاش های تعیین ویژگی های قوی تعاملات بر اساس QCD چهره عظیم محاسباتی مشکلات است. اما نسبتا بسیار شناخته شده است در مورد خواص نیروهای هسته ای - این دانش است که بر اساس سال های بسیاری از آزمایش. مدلهای نظری نیز توسعه یافته است که می تواند تکثیر خواص اساسی از نیروهای عمل بین یک جفت از nucleons - آنها را با استفاده از به اصطلاح موثر nucleon-nucleon برهمکنشی.

دانستن جزئیات از تعامل بین دو nucleons انتظار داریم که شرح ساختار هر اتم هسته خواهد بود یک مشکل نیست. با کمال تعجب معلوم می شود که هنگامی که یک سوم nucleon اضافه شده است به دو nucleon سیستم جاذبه بین دو اولیه nucleons را افزایش می دهد. آنچه در زیر قدرت تعامل بین اجزای هر جفت از nucleons در سه سیستم بدن را افزایش می دهد - یک نیروی اضافی را نشان می دهد که به نظر می رسد وجود دارد در مورد یک جفت جدا شده. این گیج کننده سهم است که به نام غیر قابل تقلیل سه nucleon نیروی.

این وضعیت تبدیل به یک الهام بخش برای دانشمندان از موسسه فیزیک هسته ای از آکادمی علوم لهستانی و همکاران خود را از دانشگاه میلان. آنها متوجه شدم که یک آزمون کامل برای حضور سه nucleon تعاملات در هسته می تواند به تعیین طول عمر از انتخاب هیجان زده متحده در نوترون غنی از اکسیژن و کربن ایزوتوپ. به عنوان یک نتیجه از تجزیه و تحلیل دقیق مفهوم یک آزمایش متولد شد که هماهنگ شد پروفسور سیلویا Leoni از دانشگاه میلان و دکتر میشل Ciemala و پروفسور بوگدان Fornal از IFJ تابه. محققان در حال کار در فرانسه GANIL آزمایشگاهی در کان و دیگر موسسات تحقیقاتی از سراسر جهان نیز دعوت به همکاری در این پروژه است.

"آزمایش متمرکز بر تعیین عمر هیجان زده کشورهای هسته ای برای نوترون غنی از کربن و اکسیژن ایزوتوپ 16C و 20O" توضیح می دهد که پروفسور Fornal. "در این هسته ها هیجان زده در آمریکا به نظر می رسد که به نظر می رسد به خصوص حساس به ورود در محاسبات از سه بدن تعامل (nucleon-nucleon-nucleon - NNN) علاوه بر دو بدن هسته ای تعامل (nucleon-nucleon - NN). در مورد 20O هسته عمر دوم حالت هیجان زده 2+ محاسبه فقط برای NN تعامل باید 320 femtoseconds در حالی که با در نظر گرفتن NN و NNN تعاملات محاسبات به این نتیجه 200 femtoseconds. برای عمر دولت دوم 2+ در 16C تفاوت است و حتی بیشتر: 370 femtoseconds (NN) در مقابل 80 femtoseconds (NN + NNN)."

آزمایش اختصاصی برای اندازه گیری طول عمر انجام شد در GANIL مرکز تحقیقات در کان, فرانسه. دانشمندان با استفاده از اشعه گاما آشکارسازهای (آگاتا و پاریس) متصل به طیف سنج مغناطیسی (VAMOS). واکنش یک 18O پرتو با 181Ta هدف تولید هیجان زده و هسته های اتمی از جمله عناصر B, C, N, O F به عنوان یک نتیجه از کشش پراکندگی یا nucleon انتقال فرآیندهای. در بررسی حرکت هسته های هیجان زده کوانتومی متحده پوسیده با انتشار پر انرژی فوتون که انرژی منتقل شد در مقایسه با انرژی انتقال در بقیه قاب. این تغییر بستگی به سرعت فوتون ساطع هسته و زاویه انتشار. این پدیده ای است که شرح داده شده توسط نسبیتی دوپلر فرمول.

هسته ای در سطح طول عمر کوتاه تر از زمان پرواز از هیجان هسته از طریق هدف (حدود 300 femtoseconds) گاما کوانتومی انتشار بیشتر اتفاق می افتد زمانی که هسته است که هنوز هم در هدف. در مورد توصیف دانشمندان با اندازه گیری سرعت هسته آن پس از عبور از هدف. با استفاده از این سرعت برای اصلاح طیف اشعه گاما انرژی به دست آمده از خطوط طیفی را شکل مربوط به توزیع گاوسی برای موارد که در آن حالت هیجان زده عمر طولانی است. برای طول عمر از 100 به 200 femtoseconds خطوط طیفی نشان می دهد نامتقارن جزء و برای طول عمر کمتر از 100 femtoseconds آنها به طور کامل معطوف به کوچکتر انرژی.

"برای تعیین طول عمر ما به انجام شبیه سازی و مقایسه نتایج خود را با اندازه گیری طیف اشعه گاما انرژی" می گوید: دکتر Ciemala نویسنده از مفهوم اندازه گیری هسته ای دولت زمان فروپاشی مورد استفاده در این آزمایش است. "در این مطالعات از روش شرح داده شده در بالا اعمال شد برای اولین بار به تعیین طول عمر هیجان زده متحده در هسته تولید شده در-کشش واکنش های. این نیاز به توسعه پیشرفته مونت کارلو شبیه سازی کدهای که شامل واکنش سینماتیک و تکثیر اندازه گیری سرعت توزیع محصولات واکنش. روش مورد استفاده در رابطه با اعمال سیستم های تشخیص آورده نتایج بسیار رضایت بخش."

توصیف تحقیق و پژوهش برای اولین بار به دانشمندان اجازه داد برای اندازه گیری طول عمر از ده ها و صدها femtoseconds یک کشور هسته ای ایجاد شده در-کشش واکنش - در توصیف آن را در دولت دوم 2+ در 20O هسته که عمر از 150 femtoseconds به دست آمده بود. اعتبار روش جدید نشان داده شد با تعیین طول عمر برای هیجان زده متحده در 19O هسته که کاملا توافق با ادبیات داده است. برای این کار باید تاکید کرد که عمر دوم 2+ دولت در 20O به دست آمده در این کار موافق با پیش بینی های نظری تنها اگر دو و سه بدن تعاملات گرفته شده را به حساب در همان زمان. این منجر به این نتیجه رسیدند که اندازه گیری مقادیر ارائه شده توسط الکترومغناطیسی انتقال به دست آمده و با استفاده از دقیق طیف سنجی گاما می تواند بسیار خوب پروب در ارزیابی کیفیت از محاسبات ab initio هسته ای ،

"این توسعه پیشگام روش به ما کمک می کند اندازه گیری عمر هیجان زده متحده بسیار عجیب و غریب هسته به دور از ثبات دره که می تواند ایجاد شده در-کشش با استفاده از واکنش های بالا-شدت پرتوهای رادیواکتیو است که به زودی در دسترس خواهد بود به عنوان مثال در INFN Laboratori Nazionali di Legnaro نزدیکی پادوا در ایتالیا" استدلال می کند ، Fornal. "اطلاعات به دست آمده ضروری خواهد بود برای هسته ای فیزیک نجومی و قطعا کمک به پیشرفت در درک شکل گیری هسته های اتمی در سریع نوترون-فرآیند ضبط در انفجار ابرنواختر یا ادغام نوترون ستاره هایی که به تازگی مشاهده شده است که با اندازه گیری امواج گرانشی در تصادف با اشعه گاما."

###

این Henryk Niewodniczanski موسسه فیزیک هسته ای (IFJ PAN) است که در حال حاضر بزرگترین موسسه تحقیقات آکادمی علوم لهستانی. طیف گسترده ای از مطالعات و فعالیت های IFJ پان شامل پایه و پژوهش های کاربردی اعم از فیزیک ذرات و فیزیک نجومی از طریق هادرون فیزیک بالا-متوسط-پایین-انرژی هسته ای فیزیک ماده چگال فیزیک (از جمله مواد مهندسی) برای برنامه های کاربردی مختلف از روش های فیزیک هسته ای در تحقیقات میان رشته ای, پوشش فیزیک پزشکی دزیمتری تابش و محیط زیست, زیست شناسی حفاظت از محیط زیست و سایر رشته های مرتبط. متوسط سالانه عملکرد IFJ پان شامل بیش از 600 مقاله علمی در مجله استناد گزارش منتشر شده توسط Clarivate تجزیه و تحلیل ترافیک. بخشی از موسسه است Cyclotron مرکز Bronowice (CCB) است که زیرساخت های منحصر به فرد در اروپا مرکزی به عنوان یک خدمت بالینی و مرکز تحقیقاتی در حوزه پزشکی و فیزیک هسته ای است. IFJ پان عضو ماریان Smoluchowski کراکوف کنسرسیوم تحقیقاتی: "ماده-انرژی-آینده" که دارای وضعیت پیشرو در مرکز تحقیقات ملی (می دانم) در فیزیک برای سال 2012-2017. در سال 2017 کمیسیون اروپا اعطا شده به موسسه HR تعالی در جایزه تحقیقات. این موسسه یک+ رده (سطح پیشرو در لهستان) در زمینه علوم و مهندسی است.

تماس با ما:

دکتر Eng. میشل Ciemala
موسسه فیزیک هسته ای از آکادمی علوم لهستانی
تلفن. +48 12 662 8207
ایمیل: michal.ciemala@ifj.edu.pl

مقالات علمی:

1.

M. Ciemala S. Ziliani, F. C. L. Crespi S. لئونی, B. Fornal, A., Maj, P. Bednarczyk, G. Benzoni A. Bracco, C. Boiano S. Bottoni, S., آنال, M. بست, M. Beckers, T. Braunroth, F., دوربین, N. Cieplicka-Orynczak1 E. Clément5 S. Coelli O. Dorvaux S. Erturk, G. de France, C. Fransen A. Goldkuhle, J. Grebosz M. N. Harakeh, L. W. Iskra, B. Jacquot A. Karpov M. Kicinska-Habior, Y. Kim M. Kmiecik A. Lemasson, S. M. Lenzi, M. Lewitowicz, H. Li I. Matea, K. Mazurek, C. Michelagnoli M. Matejska-Minda B. میلیون, C. مولر-Gatermann V. Nanal P. Napiorkowski, D. R., Napoli, R. Palit, M. Rejmund, Ch. اشمیت M. Stanoiu, I., استفان, E. Vardaci B. Wasilewska O. Wieland, M. Zieblinski M. Zielinska20 A. Ataç D. Barrientos B. Birkenbach, A. J., بوستون, B. Cederwall L. Charles J. Collado, D. M. کالن P. Désesquelles, C. Domingo-Pardo, J. Dudouet, J. Eberth V. González, J. Goupil, L. J. Harkness-Brennan, H. هس D. S. Judson, A. Jungclaus W. Korten M. Labiche A. لفور, R. Menegazzo D. Mengoni, S. Nyberg, R. M. Pérez-Vidal, Zs. Podolyak A. Pullia, F. Recchia P. ریتر, F. Saillant, M. D. Salsac E. Sanchis O. Stezowski, Ch. Theisen, J. J. Valiente-Dobón, J. D. Holt, J. منندز, A. Schwenk, J. Simonis
"تست ab initio هسته ای در ساختار نوترون غنی از هسته ها: طول عمر, اندازه گیری دوم 2+ متحده در 16C و 20O"
نقد و بررسی فیزیکی C 101, 021303(R) (2020)
DOI: 10.1103/PhysRevC.101.021303
باز دسترسی: https://arxiv.org/pdf/2002.04814.pdf

لینک:

http://www.ifj.edu.pl/

وب سایت موسسه فیزیک هسته ای از آکادمی علوم لهستانی

http://press.ifj.edu.pl/

منتشر شده در مطبوعات از موسسه فیزیک هسته ای از آکادمی علوم لهستانی

تصاویر:

IFJ20200626_foto1s.jpg منابع انسانی: http://press.ifj.edu.pl/اخبار/2020/06/26/IFJ20200626_foto1.jpg

دو بعدی و نقشه از "کیفیت گاما خط مناسب" سطح (چی^2 سطح) به عنوان یک تابع از آن انتقال انرژی ای و طول عمر τ هسته ای دولت مورد بررسی قرار گرفت. سطح حداقل مشخص شده

با عبور تعیین بهترین اتصالات ارزش ای و τ و خط سیاه و سفید نشان می دهد که عدم قطعیت (خطا) از این مقدار. در زمینه گرافیکی ارائه شده سه آشکارساز سیستم های مورد استفاده در این آزمایش: آگاتا پاریس و VAMOS. (منبع: IFJ پان)