גבולות הפיזיקה: מבנים גרעיניים שנחשפו באמצעות התנגשויות אטומיות

כיצד תנודות ועיוותים משפיעים על התנהגות גרעינית.

חוקרים חשפו מידע מפורט על מבנים גרעיניים באמצעות התנגשויות איזובר רלטיביסטיות. מחקר זה בוחן את ההבדלים העדינים בהתנהגות האטומית, ותורם להבנה עמוקה יותר של מדע הגרעין.

מבט מקרוב על התנגשויות גרעיניות

המחקר התמקד בהתנגשויות של איזוברים, במיוחד ⁹⁶₄₄Ru+⁹⁶₄₄רו ו ⁹⁶₄₀Zr+⁹⁶₄₀Zr. ניסויים אלו חשפו תובנות לגבי הבדלי הגודל והצורה של הגרעינים הללו. הממצאים העיקריים כוללים:

• השפעה על התנגשויות מרכזיות: לתנודות ראשוניות ולעיוותים גרעיניים יש השפעה מינימלית על הריבוי הממוצע בהתנגשויות המרכזיות ביותר.
• השפעות על אקסצנטריות: שני הגורמים משפיעים באופן משמעותי על אקסצנטריות מסדר שני ושלישי, מה שמצביע על רגישות למבנים גרעיניים בסיסיים.

שופך אור על מבנה גרעיני

איזוברים, גרעינים עם אותו מספר של נוקלונים אך ספירת פרוטונים וניוטרונים שונים, היו נושא לעניין עבור פיזיקאים. הניסויים שנערכו על ידי שיתוף הפעולה של STAR ב-√s_NN = 200 GeV הדגישו הבדלים בהתפלגות ריבוי, זרימה אליפטית וזרימה משולשת, מה שהוביל לחקירה מפורטת זו.

שילוב דגמים מתקדמים וטכנולוגיה

המחקר משתמש במודלים האופטי גלאובר ומונטה קרלו גלאובר כדי לנתח את ההשפעות של עיוותים גרעיניים ותנודות ראשוניות על היחס שניתן לצפייה. מודלים אלה מדמים את התנאים של התנגשויות איזובר רלטיביסטיות, תוך שימוש בטכנולוגיית מחשוב מקבילי של GPU כדי להשיג דיוק גבוה בחישובים, במיוחד עבור גרעינים מעוותים.

השלכות על מחקר עתידי

הבנת העיוותים והתנודות הגרעיניות הללו יכולה לקדם את הפיזיקה הגרעינית ויש לה יישומים בתחומים קשורים. מחקר זה מספק הזדמנות לחקור את מנגנוני ייצור החלקיקים ואת הפיזיקה הבסיסית של המבנה הגרעיני.

"המחקר שלנו מדגיש את הרגישות של נצפים שונים לעיוותים גרעיניים ולתנודות ראשוניות", אמר ד"ר האו-ג'י שו, המחבר המקביל. "תובנות אלו יכולות לעזור לחדד מודלים לייצור חלקיקים ולשפר את הידע שלנו על אינטראקציות אטומיות."

כיוונים עתידיים

המחקר מציע אפיקים חדשים למחקר בפיזיקה גרעינית. הצוות גם מתכנן לחקור השפעות של מצב סופי כדי להשיג מיצוי מדויק יותר של פרמטר שיפוע אנרגיית הסימטריה.

לסיכום, מחקר זה מספק נתונים חשובים על מבנים גרעיניים וסולל את הדרך למחקרים נוספים במדעי הגרעין.

מחקר זה הוא מאמץ משותף בין האוניברסיטה למדע וטכנולוגיה של סין, אוניברסיטת Huzhou ואוניברסיטת Purdue.