科技资讯看点:质子对中子星性质的影响可能过大

  • 发布时间:2021-04-25 18:04:41 来源:

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由来自9个国家42个机构的182名成员组成的一个名为CLAS Collaboration的国际财团进行的一项研究证实,与原子核中的质子相比,增加中子数量也会增加其质子的平均动量。“ 自然 ”杂志报道的结果对中子星的动力学有影响。

原子核充满了质子和中子,虽然不如中子星那么密集。

偶尔,如果它们距离足够近,质子和中子将配对并穿过原子核,并具有异常高的能量。

众所周知,这种“短程相关”可以显着促进给定原子核的能量平衡和整体性质。

CLAS Collaboration的研究人员基于对“连续电子束加速器设备”大型验收光谱仪(CLAS)收集的数据进行了研究,这是一种基于弗吉尼亚州杰斐逊实验室的粒子加速器和探测器。

CLAS旨在检测和记录当电子束撞击原子目标时发射的多个粒子。

该团队重新分析了2004年进行的实验数据,其中CLAS产生了5.01 GeV电子束来探测碳,铝,铁和铅的核。随着它们的不同尺寸,四种原子中的每一种在其原子核中具有不同的中子与质子的比率,其中碳具有最少的中子和最多的中子。

“当电子进入并击中原子核时,我们已经击中了质子或中子。我们检测到散射电子和散射的质子或中子,“ 特拉维夫大学研究生Meytal Duer说。

“这是第一项在短距离相关性中测量质子和中子的研究,并比较了各自携带的高动量分数。”

Duer及其同事发现,随着原子中相子的相对数量增加,质子形成能量对的概率也会增加。

然而,中子配对的可能性大致保持不变。

这种趋势表明,在具有高密度中子的物体中,少数质子带有不成比例的大部分平均能量。

“当我们在核中获得50%以上的中子时,我们的高动量质子也比以前多50%,”麻省理工学院研究员Or Hen博士说,他是该研究的合着者,也是该研究的发言人。数据挖掘协作。

“这可能是短距离相关所表现出的对偏好现象的结果。也就是说,质子和中子都喜欢与不同于自身的粒子配对20到1.在富含中子的原子核中,少数质子将比丰富的中子具有更多的配对机会。

“这项研究的主要结果是随着原子核变得越来越富中子,中子的配对概率饱和,而质子的配对概率增加。”

“富中子原子中高能质子的趋势可能延伸到更中子密集的物体,如中子星。因此,质子在这些极端物体中的作用可能比以前怀疑的人更重要,“Hen博士补充说。

“这一启示可能会动摇科学家对中子星行为的理解。”

“例如,由于质子可能携带比以前想象的更多的能量,它们可能有助于中子星的性质,例如其刚度,质量与尺寸的比例,以及它的冷却过程。”

“所有这些属性都会影响两颗中子星如何融合在一起,我们认为它是宇宙中主要的过程之一,它会产生比铁更重的核,例如黄金,”他说。

“现在我们知道恒星中的一小部分质子是非常高度相关的,我们将不得不重新考虑中子星的行为。”

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