Los físicos miden la piel de neutrones de un átomo de plomo

Elementos primarios del detector de proyectos PREX-II.

Elementos primarios del detector de proyectos PREX-II.
Imagen:: Cooperación PREX

En 2019, durante tres meses, los físicos explotaron haces de electrones cerca de los átomos de plomo, que se mantuvieron en su lugar mediante una lámina hecha de diamantes. El equipo estaba tratando de averiguar el grosor del esquí de neutrones.norte, cáscara de neutrones cargada neutra circundante protones cargados positivamente en el núcleo de un átomo de plomo. T:hey funcionó

La piel de neutrones del plomo-208 es de 0,28 femtómetros, o 0,28 billonésimas de milímetro, encontró el equipo, sumando el grosor estimado de la piel en una décima parte de un femtómetro en comparación con los cálculos anteriores. Este es un gran cambio a escala atómica.

Tés:“Encontrar la medida fue muy similar a ‘saber que este tigre la sacó de tu cola'”, dijo Kent Pashke, físico de la Universidad de Venezuela y coautor del estudio. Tomó tres meses Intensivo Flujos láser, cortes de energía estables և Monitoreo del sistema las 24 horas. El equipo no estaba seguro de poder completar el trabajo dentro de los tres meses que se les asignaron. Pero al final, el maratón a escala atómica obtuvo una medición precisa que redefine nuestra Percepción del tamaño de los neutrones piel:

Cálculos anteriores piel r:se basó en estimaciones más aproximadas և supuestos. Los investigadores esperan que esta nueva medición se convierta en un componente fundamental de las observaciones futuras tanto a escala nuclear como estelar. Ellos estaban haciendo su trabajo Dispositivo acelerador de haz de electrones continuo En el Instituto Nacional Acelerador Thomas Jefferson en Newport, Virginia, Virginia. La medición es la culminación de los resultados del Experimento Pb Radius o segundo desempeño PREX-II: equipo. publicado hoy en Physical Review Letters.

Chandan Gosh ha desarrollado algunos de los detectores PREX-II.

Chandan Gosh ha desarrollado algunos de los detectores PREX-II.
Imagen:: Cooperación PREX

“Esta medida es interesante para un científico porque mide este radio de neutrones con la menor cantidad de suposiciones jamás hechas”, dijo Stu.dos coautor: Krishna Kumar, físico nuclear experimental de la Universidad de Massachusetts Amherst, hizo una videollamada. “Simplemente llegó a nuestro conocimiento entonceslos nistas viven “.

Al medir cómo los electrones de diferentes rotaciones se dispersan desde los núcleos de plomo, el equipo pudo determinar el grosor de la piel del neutrón, una medida que antes era difícil de determinar porque los neutrones no tienen carga eléctrica. Para dibujar una cuenta en el grosor de la piel de los neutrones, el equipo realizó mediciones utilizando energía nuclear débil, no la fuerza electromagnética que los electrones y protones muestran tan fácilmente.

Se eligió este isótopo especial de plomo, el plomo-208, debido a su tamaño y estructura. Es conocido por los físicos del núcleo superpoderoso más grande, գ, quizás más importante, doble “magia”, lo que significa que tanto sus protones como sus neutrones llenan completamente sus capas orbitales.

“El plomo-208 es especialmente útil porque reúne el mismo material nuclear”, dijo Pashke. “Necesitas estas técnicas teóricas para describir las cosas grandes y difíciles”.

Ah, la física, el campo de los extremos. En este caso, el examen de la piel de los neutrones que rodean el núcleo del átomo repercute en las estrellas de neutrones, además de nuestros agujeros negros, para percibir los objetos más densos de nuestro universo. Las estrellas de neutrones son los núcleos colapsados ​​de estrellas muertas. son tan densos que los expertos no están tan seguros de lo que los subyace. Es fue sugerido que pueden ser una fuente de acción para que un candidato explique la materia oscura.

Una estrella de neutrones es lo que queda después del colapso de una supernova, como se muestra aquí.

Una estrella de neutrones es lo que queda después del colapso de una supernova, como se muestra aquí.
Imagen:: Rayos X (NASA / CXC / ESO / F. Vogt et al); Óptica (ESO / VLT / MUSE y NASA / STScI) (Uso justo)

“La presión del material de neutrones mantiene a una estrella de neutrones contra la gravedad, manteniéndola alejada de un agujero negro”, dijo Chuck Horowitz, coautor del estudio de astrofísica de la Universidad de Illinois. “En Pb encontramos una piel de neutrones relativamente densa [lead]”և Esto implica alta presión, sugiere que las estrellas de neutrones son relativamente grandes”.

Se espera que el espesor de la capa de neutrones del plomo permita a los astrofísicos comprender mejor las propiedades de las estrellas de neutrones. Las colisiones de estrellas de neutrones fueron observadas por ondas gravitacionales que hicieron que se fusionaran. Debido a que las estrellas de neutrones son material nuclear densamente empaquetado, sus núcleos siguen siendo enigmáticos. pueden albergar nueva física en forma de nuevos estados de la materia. A veces, estudiar el comportamiento de las partículas subatómicas puede decir más sobre una estrella que solo mirarla a través de un telescopio.

Más:Una estrella de neutrones típica tiene solo 13,6 millas de ancho, según una nueva medición ultraprecisa.

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