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了解帶電粒子有助于物理學家模擬恒星中的元素生成

恒星


了解帶電粒子有助于物理學家模擬恒星中的元素生成


了解帶電粒子有助于物理學家模擬恒星中的元素生成 。署名:塞巴斯蒂安·柯尼希
據北卡羅來納州立大學（Tracey Peake）：北卡羅來納州立大學和密歇根州立大學的新研究為模擬低能核反應開辟了一條新途徑，這是恒星內部元素形成的關鍵 。這項研究為計算粒子帶電時核子如何相互作用奠定了基礎 。
這項工作發表在《物理評論快報》上 。
預測原子核——質子和中子的簇，統稱為核子——結合形成更大的復合原子核的方式 ， 是理解元素如何在恒星內形成的重要一步 。
由于相關的核相互作用很難通過實驗來測量 ， 物理學家使用數值晶格來模擬這些系統 。在這種數值模擬中使用的有限晶格實質上充當一組核子周圍的假想盒子，使物理學家能夠計算由這些粒子形成的原子核的性質 。
但到目前為止，這種模擬缺乏一種方法來預測控制低能反應的性質，這些反應涉及由多個質子產生的帶電簇 。這很重要，因為這些低能反應對恒星中元素的形成至關重要 。
“雖然‘強核力’將原子核中的質子和中子結合在一起 ， 但質子之間的電磁排斥在原子核的整體結構和動力學中起著重要作用，”北卡羅來納州立大學物理學助理教授、該研究的通訊作者塞巴斯蒂安·柯尼希(Sebastian knig)說 。
柯尼希說:“這種力量在最低能量時特別強大，在那里發生了許多重要的過程，合成了構成我們所知世界的元素 。”"但是理論預測這些相互作用是具有挑戰性的."
因此 ， 柯尼希和他的同事們決定逆向研究 。他們的方法著眼于晶格內反應的最終結果——復合原子核——然后回溯發現反應中涉及的性質和能量 。
“我們沒有計算反應本身；相反，我們關注的是最終產品的結構，”柯尼希說 ?！半S著我們改變‘盒子’的大?。?模擬和結果也會改變 。從這些信息中，我們實際上可以提取出決定這些帶電粒子相互作用時會發生什么的參數 ?！?br>“公式的推導出乎意料地具有挑戰性，”北卡羅來納州立大學的研究生、這項工作的第一作者于航補充道，“但最終結果非常漂亮，具有重要的應用價值 。”
根據這些信息 ， 該團隊開發了一個公式，并根據基準計算進行了測試 ， 基準計算是通過傳統方法進行的評估，以確保結果準確并可用于未來的應用 。
“這是背景工作，告訴我們如何分析模擬 ， 以提取我們需要的數據來改善對核反應的預測，”柯尼希說 ?！坝钪媸蔷薮蟮模私馑?，你必須觀察它最微小的組成部分 。這就是我們在這里所做的——關注小細節，以便更好地為我們的宏觀分析提供信息 ?！?br>北卡羅來納州立大學研究生于航是這項工作的第一作者 。密歇根州立大學稀有同位素束設施的物理學和理論核科學系主任Dean Lee是這項工作的合著者 。Lee以前在北卡羅來納州立大學，現在仍然是北卡羅來納州立大學物理學的兼職教授 。