Løsning for nuklear struktur i lette kerner

I kerner, alle de grundlæggende naturkræfter spiller ind. Den tætte region i midten af ​​et atom - hvor protoner og neutroner findes - er et sted, hvor forskere kan teste deres forståelse af de grundlæggende vekselvirkninger mellem de mindste byggesten i materie i universet.

Saori Pastore, adjunkt i fysik i kunst og videnskab ved Washington University i St. Louis, hjælper med at forklare, hvad der sker i kerner, når de henfalder, spredes mellem hinanden eller kommer i kontakt med subatomære partikler.

Hendes seneste udgivelse, "Svage overgange i lette kerner, "i november Grænser i fysik , bidrager til en krop med stadig mere præcise, beskrivende beregninger af nuklear struktur og reaktioner.

Pastores atomteoriforskning supplerer direkte eksperimentelt arbejde i det nationale atom- og partikelfysikprogram, ligesom det arbejde, der vil blive udført på Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), en brugerfacilitet på 760 millioner dollars, som Department of Energy (DOE) bygger ved Michigan State University (MSU). Washington University fysikere har samarbejdet i årtier med forskere på MSU, et midtvestlig knudepunkt for atomvidenskab.

Pastore er hovedforsker for et nyt tilskud fra DOE Office of Science, "Quantum Monte Carlo-beregninger af lepton-kerne-interaktioner."

"Her på Washington University, vi udfører mikroskopiske beregninger af nuklear struktur og reaktioner ved hjælp af teoretiske og beregningsmetoder, "Pastore sagde." Dette giver os mulighed for fuldt ud at bevare kompleksiteten af ​​nukleoniske korrelationer og dynamik, som er afgørende for at forklare nukleare egenskaber.

"Vi giver samfundet et præcist skøn over atomvirkninger, " hun sagde.

Med hendes nye DOE -bevilling, Pastore tackler beregningen af ​​beta -henfaldshastigheder i lette kerner. En nylig Physical Review C -publikation, skrevet med første forfatter Garrett King, en kandidatstuderende i fysik ved Washington University, angiver tilgangen.

"I beta forfald, en neutron inde i kernen henfalder til en proton med emission af en elektron og en antineutrino, "Pastore sagde." Disse satser kendes eksperimentelt med stor nøjagtighed. Vi bruger dem til at teste gyldigheden af ​​vores mikroskopiske model.

"Vi vil bruge tilskuddet til at fortsætte dette program til beregning af interaktioner mellem neutrinoer og kerner - især processer, for hvilke eksperimentelle data er knappe eller svære at opnå eller ukendte, " hun sagde.

Pastore arbejder tæt sammen med samarbejdspartner Maria Piarulli, adjunkt i fysik, og medlemmer af universitetets Quantum Monte Carlo Group for at fremme universitetets arbejde med forskere ved hjælp af den nye FRIB. Hun er også en del af McDonnell Center for Space Sciences 'Particle and Nuclear Physics, Forskningsgruppe for kosmologi og gravitation.

Indfødt i Salento, Italien, Pastore rejste meget til konferencer og samarbejder. Nu, på grund af COVID-19-pandemien, meget af det arbejde udføres online.

"Det er lettere for teoretikere at flytte alt online, "Sagde Pastore." Det er til tider lidt trættende, men intet uoverkommeligt. Jeg føler mig meget heldig, at jeg kan blive ved med at arbejde og se mine samarbejdspartnere virtuelt.

"Jeg synes, at det, der mangler, virkelig er en slags kvalitetstid med samarbejdspartnerne, med det mener jeg uformelle indstillinger for at chatte og få en kop kaffe, "sagde hun." Hvilket er, Jeg tror, hvad vi alle generelt savner. "