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为精确计算原子核的结构开辟新道路!

www.luckywatchsales.com2019-08-12
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  新研究为精确计算原子核的结构开辟了道路,在一项结在实验研究和超级计算机理论计算中,科学家们确定了两种硼同位素的核几何结构。

在路上,科学家们可以通过实验验证这些结构。美国能源部阿贡国家实验室的研究人员与德国和波兰科学家合作,确定了硼-10和硼-11之间核电荷半径的差异。

核电荷半径代表核的大小,核的边缘通常是模糊的。由于大量的中子和质子,它们的性质和相互作用必须来自量子力学。因此,对于比硼大得多的原子,核电荷半径难以精确计算。核理论基于量子色动力学(QCD),这是一套适用于构成核中质子和中子的夸克和胶子的物理规则。然而,由于量子色动力学的复杂性,仅用量子色动力学来解决核力问题几乎是不可能的。研究人员必须至少依赖一些简化的假设。

硼基团相对较轻(仅有5个质子和少量中子),团队成功模拟了Mira超级计算机上的两个硼同位素。他们通过激光光谱实验研究。 Mira是美国能源部科学用户设施办公室Argonne LeadershipComputingFacility(ALCF)的一部分。负责这项研究的Argonne核物理学家彼得穆勒说:“这是最复杂的原子核之一。这些精确的测量可以通过实验和理论推导得到,以观察硼.11(11B)和硼的核配置如何10(10B)不同。

(Boco Park - 显示)硼原子示意图,图片:EllenWeiss/ArgonneNationalLaboratory

这涉及在非常小的长度尺度上进行测量:小于十分之一的毫微微。在一个与直觉相反的发现中。研究人员确定,硼-11中的11个核实际上占据的体积小于硼-10中的10个核。为了进行硼同位素的实验研究,达姆施塔特大学的科学家对同位素样本进行了激光光谱分析。这些样品以不同的频率发荧光。阿贡物理学家Robert Willinga解释说,尽管荧光模式的差异主要是由于同位素之间的质量差异,但测量中的一个组成部分反映了核的大小。

为了将这些成分分开,华沙大学和波兹南大学亚当米佐维茨合作进行了最先进的原子理论计算,以准确描述硼原子核周围五个电子的复杂运动。早期的电子散射实验无法确定哪一个更大,并且通过使用激光光谱技术,可以确定更多中子如何更紧密地结合硼-11。实验和理论之间关于核大小的良好一致性使研究人员能够更自信地确定同位素的其他性质,例如其衰变率。执行计算和实验的能力可以同时验证和增强其发现。

下一阶段的研究可能涉及硼-8的研究,硼-8不稳定并且在衰变之前具有约1秒的半衰期。因为核中的中子较少,其结合远小于其稳定的邻居,并且据信其具有较大的电荷半径。这是一个预测,但只有实验可以告诉我们它实际模拟这个松耦合系统的程度,其研究发表在《物理评论快报》。

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博科公园

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2019.07.2516: 38

字1054

这项新研究为精确计算细胞核结构开辟了道路。在一项结合实验研究和超级计算机理论计算的研究中,科学家们确定了两种硼同位素的核几何结构。

在路上,科学家们可以通过实验验证这些结构。美国能源部阿贡国家实验室的研究人员与德国和波兰科学家合作,确定了硼-10和硼-11之间核电荷半径的差异。

核电荷半径代表核的大小,核的边缘通常是模糊的。由于大量的中子和质子,它们的性质和相互作用必须来自量子力学。因此,对于比硼大得多的原子,核电荷半径难以精确计算。核理论基于量子色动力学(QCD),这是一套适用于构成核中质子和中子的夸克和胶子的物理规则。然而,由于量子色动力学的复杂性,仅用量子色动力学来解决核力问题几乎是不可能的。研究人员必须至少依赖一些简化的假设。

硼基团相对较轻(仅有5个质子和少量中子),团队成功模拟了Mira超级计算机上的两个硼同位素。他们通过激光光谱实验研究。 Mira是美国能源部科学用户设施办公室Argonne LeadershipComputingFacility(ALCF)的一部分。负责这项研究的Argonne核物理学家彼得穆勒说:“这是最复杂的原子核之一。这些精确的测量可以通过实验和理论推导得到,以观察硼.11(11B)和硼的核配置如何10(10B)不同。

(Boco Park - 显示)硼原子示意图,图片:EllenWeiss/ArgonneNationalLaboratory

这涉及在非常小的长度尺度上测量:小于十分之一的毫微微。在一个与直觉相反的发现中。研究人员确定,硼-11中的11个核实际上占据的体积小于硼-10中的10个核。为了对硼同位素进行实验研究,达姆施塔特大学的科学家对同位素样本进行了激光光谱分析,这些样本在不同频率发出荧光。阿贡物理学家Robert Willinga解释说,尽管荧光模式的差异主要是由于同位素之间的质量差异,但测量中的一个组成部分反映了核的大小。

为了将这些成分分开,华沙大学和波兹南大学亚当米佐维茨合作进行了最先进的原子理论计算,以准确描述硼原子核周围五个电子的复杂运动。早期的电子散射实验无法确定哪一个更大,并且通过使用激光光谱技术,可以确定更多中子如何更紧密地结合硼-11。实验和理论之间关于核大小的良好一致性使研究人员能够更自信地确定同位素的其他性质,例如其衰变率。执行计算和实验的能力可以同时验证和增强其发现。

下一阶段的研究可能涉及硼-8的研究,硼-8不稳定并且在衰变之前具有约1秒的半衰期。因为核中的中子较少,其结合远小于其稳定的邻居,并且据信其具有较大的电荷半径。这是一个预测,但只有实验可以告诉我们它实际模拟这个松耦合系统的程度,其研究发表在《物理评论快报》。

这项新研究为精确计算细胞核结构开辟了道路。在一项结合实验研究和超级计算机理论计算的研究中,科学家们确定了两种硼同位素的核几何结构。

在路上,科学家们可以通过实验验证这些结构。美国能源部阿贡国家实验室的研究人员与德国和波兰的科学家合作。测定硼-10和硼-11之间的核电荷半径的差异。

核电荷半径代表核的大小,核的边缘通常是模糊的。由于大量的中子和质子,它们的性质和相互作用必须来自量子力学。因此,对于比硼大得多的原子,核电荷半径难以精确计算。核理论基于量子色动力学(QCD),这是一套适用于构成核中质子和中子的夸克和胶子的物理规则。然而,由于量子色动力学的复杂性,仅用量子色动力学来解决核力问题几乎是不可能的。研究人员必须至少依赖一些简化的假设。

硼基团相对较轻(仅有5个质子和少量中子),团队成功模拟了Mira超级计算机上的两个硼同位素。他们通过激光光谱实验研究。 Mira是美国能源部科学用户设施办公室Argonne LeadershipComputingFacility(ALCF)的一部分。负责这项研究的Argonne核物理学家彼得穆勒说:“这是最复杂的原子核之一。这些精确的测量可以通过实验和理论推导得到,以观察硼.11(11B)和硼的核配置如何10(10B)不同。

(Boco Park - 显示)硼原子示意图,图片:EllenWeiss/ArgonneNationalLaboratory

这涉及在非常小的长度尺度上测量:小于十分之一的毫微微。在一个与直觉相反的发现中。研究人员确定,硼-11中的11个核实际上占据的体积小于硼-10中的10个核。为了对硼同位素进行实验研究,达姆施塔特大学的科学家对同位素样本进行了激光光谱分析,这些样本在不同频率发出荧光。阿贡物理学家Robert Willinga解释说,尽管荧光模式的差异主要是由于同位素之间的质量差异,但测量中的一个组成部分反映了核的大小。

为了将这些成分分开,华沙大学和波兹南大学亚当米佐维茨合作进行了最先进的原子理论计算,以准确描述硼原子核周围五个电子的复杂运动。早期的电子散射实验无法确定哪一个更大,并且通过使用激光光谱技术,可以确定更多中子如何更紧密地结合硼-11。实验和理论之间关于核大小的良好一致性使研究人员能够更自信地确定同位素的其他性质,例如其衰变率。执行计算和实验的能力可以同时验证和增强其发现。

下一阶段的研究可能涉及硼-8的研究,硼-8不稳定并且在衰变之前具有约1秒的半衰期。因为核中的中子较少,其结合远小于其稳定的邻居,并且据信其具有较大的电荷半径。这是一个预测,但只有实验可以告诉我们它实际模拟这个松耦合系统的程度,其研究发表在《物理评论快报》。

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