Opnå viden ved forenkling

Den "stærke kraft" spiller en afgørende rolle for eksistensen af ​​stof i det synlige univers. Forskere ved TU Darmstadt udfører forskning på dette område og offentliggjorde for nylig deres resultater i Fysisk gennemgangsbreve . For at beskrive processerne i kernen brugte de en metode til teoretisk forenkling, som kan være anvendelig på tungere kerner.

Den nylige publikation vedrører den såkaldte "stærke kraft", der spiller en afgørende rolle for eksistensen af ​​stof i det synlige univers. Lige præcis hvordan denne mekanisme, grundlæggende beskrevet af teorien om Quantum Chromodynamics som interaktionen mellem kvarker og gluoner (elementarpartikler, der dog ikke kan observeres isoleret), frembringer den kraft, der binder protoner og neutroner sammen i atomkerner, er stadig et spørgsmål om aktiv forskning.

Forskerne brugte et vigtigt begreb i moderne teoretisk fysik:effektive feltteorier. Kort fortalt, sådanne teorier koger mikroskopiske detaljer ned til deres væsentlige indhold ved at skræddersy den matematiske formalisme til det detaljeringsniveau, man har til formål at beskrive. Denne tilgang kan tolkes som at vælge en passende "teoretisk opløsning, "Ligesom skærme, der kun ses fra en stor afstand, kan have meget større pixels end en smartphone for at sikre det samme visuelle indtryk.

Når man ser på afstand, kan man faktisk se mere, dvs. det berømte "større billede". I dette tilfælde, dette betyder at starte beskrivelsen af ​​kerner med noget meget simpelt:i det, der er kendt som "enhedsgrænsen, "systemer af protoner og neutroner udviser universel adfærd, som de deler med tilsyneladende meget forskellige partikler som atomer i ultrakølede gasser. I denne grænse, en enkelt parameter, relateret til interaktionen mellem tre partikler, styrer de fysiske egenskaber ved observerede tilstande. Forskerne viser, at atomkerner faktisk op til fire bestanddele (dvs. helium) kan godt tilnærmes ved denne simple grænse, og at det er muligt systematisk at øge den teoretiske opløsning ved at beregne en række korrektioner.

Denne måde, en god beskrivelse af eksperimentelt observerede bindingsenergier opnås med et minimalt antal oplysninger, der bruges som input. Forskerne involverede formodninger om, at denne tilgang også kan være nyttig til at beskrive tungere elementer.