Fysikere bruger numeriske pincetter til at studere nukleare interaktioner

Forskere fra North Carolina State University og Ruhr-Universität Bochum har udviklet numeriske "pincetter", der kan fastgøre en kerne på plads, gør dem i stand til at studere, hvordan interaktioner mellem protoner og neutroner producerer kræfter mellem kerner. De fandt ud af, at styrken af ​​lokale interaktioner bestemmer, om disse kerner tiltrækker eller afviser hinanden, kaster lys over de parametre, der styrer tiltrækning eller frastødning i kvantebundne tilstande.

"I sidste ende vil vi forstå, hvordan atomkræfter bestemmer nukleare strukturer ved at studere, hvordan kerner tiltrækker eller afviser hinanden, "siger Dean Lee, professor i fysik ved NC State og tilsvarende forfatter til et papir, der beskriver værket. "Så vi havde brug for en måde at holde partikler på plads og flytte dem rundt i forhold til hinanden for at måle tiltrækning eller frastødning."

Lee, sammen med Ruhr-Universität Bochum-kollegerne Evgeny Epelbaum og Hermann Krebs og kandidatstuderende Alexander Rokash, udnyttet et numerisk gitter med attraktive potentialer for at isolere de partikler, de ønskede at studere. De attraktive potentialer skabte en måde for en partikel at blive "fast" på ét sted - som et hul i jorden, som en marmor kunne trille ind. Disse var den numeriske pincet.

Holdet begyndte simuleringer med to enkeltpartikler holdt i forskellige positioner, derefter med partikelpar. De kiggede på to typer interaktioner mellem grupperne af partikler:lokale interaktioner, hvor partiklernes positioner i forhold til hinanden ikke ændres; og ikke-lokale interaktioner, hvor positionerne ændrer sig.

"Vi fandt ud af, at de lokale interaktioner havde en meget større effekt på at bestemme, om kerner ville hænge sammen, eller blive bundet, "Siger Lee." Specifikt, styrken og rækkevidden af ​​de lokale interaktioner afgjorde, om kernerne ville binde til hinanden eller ej. I ikke-lokale interaktioner, på den anden side, kernerne afviste undertiden hinanden.

"Vi er interesserede i at finde ud af, hvorfor kerner binder sammen for at danne nye elementer, "Lee fortsætter." Numerisk pincet giver os mulighed for at lave enkle simuleringer ved hjælp af kun få partikler, giver os indsigt i de mest grundlæggende partikelinteraktioner og de måder, hvorpå nukleare interaktioner informerer nuklear struktur. "

Resultaterne fremgår af Fysisk gennemgangsbreve . Rokash er første forfatter til papiret.