劳伦斯·温斯坦
基思·皮尔斯
由劳伦斯·温斯坦共同领导, bet8体育娱乐入口著名学者和物理学教授, 托马斯·杰斐逊国家加速器设施(杰斐逊实验室)的研究人员在最新一期的科学杂志《网站登录》上发表了一项研究.
这篇文章, “探索强核相互作用的核心,是对强核力的研究，强核力是自然界四种基本力之一, 和重力一起, 电磁力和弱力. 强核力把质子和中子结合在一起，形成原子核, 因此构成我们可见宇宙的每个原子的核心.
“我想知道质子和中子在原子核中的行为，”温斯坦说. 在某些方面, they behave like people; when they are far apart, 他们互相忽视, 当他们靠近的时候, 它们可以吸引, 当他们靠得太近, 它们相互猛烈排斥."
因为成对的质子和中子靠得很近, 它们可能形成短期相关性, 结成短暂的伙伴关系. 在这种关联中，它们在粒子分离之前瞬间重叠.
“我们研究了‘靠得太近’的质子和中子，以了解在这些极端条件下到底发生了什么, 哪些在某些方面与中子星相似,温斯坦解释道. “我们发现, 令人惊讶的是, 质子的行为仍然像质子, 即使它们与其他质子或中子重叠. 相比之下，当汽车与其他汽车太近并“重叠”时，它们就会表现不佳."
质子和中子之间特别密切的相互作用是罕见的. 探测它们需要用大量极高能量的电子撞击原子, 其中的一小部分可能有机会踢出一对以高动量运动的核子(质子或中子)——这表明粒子必须在极短的距离内相互作用.
“直到这项工作, 质子和中子之间的力, 与质子和中子本身的大小相当的非常短的距离非常依赖于模型,阿克塞尔·施密特解释道, 他是麻省理工学院的前博士后研究员，也是该论文的主要作者, 后来去了乔治华盛顿大学. “我们已经想出了一种新的方法来分析杰斐逊实验室的数据，以观察距离很远的地方的这些力, 更短."
在分析中, 研究人员捕捉了这些相关性的快照，作为致密核物质的微观世界进行研究. 然后他们测试了不同的最先进的强核力模型，看看这些模型如何很好地解释了这些数据.
他们发现，最成功的模型将短距离的强核力描述为具有所谓的张量相互作用, 质子与其他质子的相互作用与它们与中子的相互作用非常不同. 然后, 当相关粒子之间的距离进一步缩小时, 核力相互作用变成了所谓的标量相互作用, 质子-质子和质子-中子的相互作用非常相似.
这个结果对中子星的结构也有启示, 在哪里质子和中子会像实验中研究的短程相关性那样重叠.
“这对现代核物理学来说是一个巨大的胜利，因为没有人期望这个模型在这个距离尺度上与现实有任何联系,奥尔亨说。, 他是麻省理工学院的物理学助理教授，也是此次合作的发言人, 在网站登录发布会上.
据研究人员称, 下一步，他们将在杰斐逊实验室实验大厅B的新升级的CEBAF加速器和实验设备上，在更大范围内以更高的精度再次进行实验，看看这些结果是否站得住. 实验已获准运行，正在等待调度.
该分析是作为杰斐逊实验室B厅数据挖掘项目的一部分进行的, 得到联合国的支持.S. 能源部科学办公室. 这项研究也得到了美国国家科学基金会的支持, 以色列科学基金会, 帕齐基金会, 智利Comisión national de Investigación Científica y Tecnológica, 法国国家科学研究中心和原子能能源委员会, 法美文化交流, 意大利国家核工业研究所, 韩国研究财团, 以及英国科学技术设施委员会.
ODU的其他研究人员包括Florian Hauenstein, postdoctoral research associate; Moskov Amaryan, professor of physics; Mohammad Hattawy, research assistant professor; Mariana Khachatryan, physics graduate student; Yelena Prok, visiting assistant professor of physics; and Zhiwen Zhao, 前ODU博士后研究员，现就职于杜克大学.
参见Nature文章 在这里.
