Loading...
В нейтронных звездах вещество настолько сжато, что наша планета с такой плотностью поместилась бы на стадионе «Лужники». Их масса превышает солнечную, но размеры могут быть с небольшой остров. Такие звезды возникают после взрыва сверхновых, когда их массивные остатки схлопываются под действием гравитационных сил, и их вещество преобразуется в нейтроны. Около 20 лет назад Алекс Браун из Мичиганского университета создал теорию, с помощью которой можно изучать вещество в таких условиях, проведя параллель между ядрами атомов и нейтронными звездами. И там и там нейтроны располагаются очень плотно, поэтому на них могут действовать сходные силы. Однако экспериментально проверить эти данные долго не удавалось. Для одного опыта требовалось около триллиона миллиардов частиц.
«Конечно, мы знаем о действии гравитации, оно не вызывает сомнений. Но науке гораздо меньше известно о сильных взаимодействиях между чистыми нейтронами. На Земле нет лаборатории, где можно работать с чистыми нейтронами, поэтому мы получаем информацию при изучении атомных ядер, где есть нейтроны и протоны», — пояснил Браун.
После долгих лет исследований в Национальном ускорительном центре им. Томаса Джефферсона физики наконец нашли способ провести точные эксперименты, которые позволили Алексу Брауну и его коллегам сравнить условия нейтронных звезд и атомных ядер при помощи теории «зеркальных ядер». На эту идею Брауна натолкнули исследования Кеи Минамисоно в Национальной лаборатории сверхпроводящих циклотронов. Объединив эти подходы, физикам удалось провести эксперимент, который занимает всего несколько дней, и получить те же данные. При этом для нового эксперимента требовалось всего несколько тысяч частиц.
Зеркальными называют атомные ядра с одинаковым массовым числом, которое складывается из массы протонов и нейтронов. В такой паре ядер число протонов равно числу нейтронов другого ядра, и наоборот. Изучение этого явления стало ключом к экспериментам с «нейтронной кожей» — слоем атомного ядра, где нейтроны расположены очень плотно, а действующие на них силы могут быть сходны с силами в нейтронных звездах. Для опытов ученые использовали никель-54 и железо-54.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.