强核力 对撞机终于派上用场 科学家精确测量强核力 或能解开最神秘星体谜团
理论上,原子核中带正电的质子应该相互排斥,然而,即使是含有许多质子和中子的重原子核也会凝聚在一起。这就是强核力的作用。最近,慕尼黑工业大学的研究团队利用粒子碰撞精确测量了这种强大的核力。
强核力是物理学中的四种基本力之一。它本质上是质子和中子组成的核原因。质子和中子由更小的粒子组成,称为夸克。他们也被强大的核力量团结在一起。
作为日内瓦欧洲核子研究中心ALICE项目的一部分,研究小组开发了一种高精度测量质子和超子之间力的方法。后者是由所谓的奇夸克组成的不稳定粒子。
奇夸克是一种基本粒子,是第三轻夸克和第二代粒子,带1/3e电荷。像所有夸克一样,奇夸克属于自旋为1/2的费米子。
这一研究成果不仅在核物理领域具有开创性,也是理解中子星的关键。
中子星是我们宇宙中最神秘、最迷人的物体之一。它是除黑洞外密度最高的恒星。它是引力崩溃后超新星爆发后为数不多的终点之一。
一颗质量不足以形成黑洞的恒星,在其生命末期坍缩,形成白矮星和黑洞之间的恒星,其密度比地球上任何物质的密度都高很多倍。
根据科学家的计算,当一颗老恒星的质量约为太阳的8-30倍时,它最终可能会变成中子星,而质量小于8个太阳的恒星只能变成白矮星。
中子星有巨大的内部压力,电子被压缩到原子核中,匀浆被中和成中子,这样原子就变成只由中子组成。中子简并压力支持中子星并阻止它进一步压缩。
而整个中子星就是这样的原子核靠得很近形成的。换句话说,中子星是一个巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。
中子星是如此巨大,以至于它们的引力使它们以抛物线形式脱离。
强核力可以用来确定核力的强弱。然而,这些计算并不能为具有上下夸克的正常核子提供可靠的预测,只能预测含有重夸克的核子,如含有一个或多个奇异夸克的超子。
强相互作用的实验很难确定,因为超子是不稳定的粒子,产生后会迅速衰变。
四年前,我们学校的研究人员提出,我们可以在ALICE实验中使用一种叫做纳米镜的技术来研究强核力。该技术在强核力的作用下,可以在空接近1纳米和空的范围内进行研究。
研究团队不仅成功地分析了大多数超子-核子组合的实验数据,还成功地测量了由三个奇异夸克组成的最稀有的超子之一Omega的强核力。此外,该小组开发了自己的框架,可以进行理论预测。
编译/未来经济学家APP信息组
参考文献:
https://www . eurekalert . org/pub _ releases/2020-12/tuom-bin 120920 . PHP