Fundamantalus atomų branduolių dydžio ir juodųjų bedugnių termodinamikos principų ryšys padeda apjungti kvantinę mechaniką ir BRT ()
Naudodama visiškai naują principą, paremtą geometriniu entropijos supratimu, sandarbio komanda, kurioje dalyvavo ir Surrey universitetas, rado naują būdą apskaičiuoti helio izotopų ⁴He, ⁶He, ⁸He branduolių dydžius, vien iš protono spindulio.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Ši technika, paaiškinta recenzuotame straipsnyje Annalen der Physik žurnale, tinka tiek materijos, tiek ir krūvio spinduliui.
Įprastiniai mikroskopiniai modeliai, kuriuos dabar naudoja branduolių fizikai, yra sudėtingi ir negali nurodyti, kokie rezultatai kyla iš fundamentalių principų. Ši sritis yra aktuali, nes pastarųjų kelių dešimtmečių branduolių dydžio matavimo eksperimentais, dažnai naudojant didelius dalelių greitintuvus, sugeneruojama vis daugiau duomenų.
Surrey komanda naudojo Kiekinės geometrijos termodinamiką (Quantitative Geometrical Thermodynamics – (QGT), giliai matematinį būdą, paremtą fundamentalia variacine analize, kuri anksčiau sėkmingai taikyta, paaiškinant spiralinių galaktikų stabilumą ir jų centrinės supermasyvios juodosios bedugnės vaidmenį, DNR ir Buckminsterfullereną (C₆₀ molekulę). Tą pačią juodosios bedugnės QGT fiziką panaudoję tirti ir branduolinius reiškinius, jie pademonstravo jos tinkamumą 35 ilgio dydžio eilių diapazone, kas yra daugiau, nei gali bet kuri kita fizikos teorija.
Šį kartą tiriami buvo helio branduoliai, bet panašus būdas sėkmingas ir su platesne atomų branduolių „Helio serija“: ¹²C, ¹⁶O, ²⁰Ne, ²⁴Mg, ²⁸Si, ³²S, ³⁶Ar, ⁴⁰Ca. Komanda tikisi tokiu pačiu būdu gauti vertingų įžvalgų ir apie kitus branduolius, tik stabilius, tiek nestabilius. Taip tikimasi pagerinti branduolių struktūros fizikos tyrimus ir supratimą.
Surrey universiteto mokslo darbuotojas, profesorius Chrisas Jeynesas, sako, kad „spręsdami fundamentalią mokslo mįslę, mūsų atradimai iš esmės pirmyn pastūmės kvantinės mechanikos ir bendrojo reliatyvumo apjungimą. To nauda neišmatuojama ir pritaikoma daugybėje sričių, nuo žinių apie visatą ir fundamentalių principų supratimo iki naujų vaistų kūrimo ir geresnio energijos kaupimo.“
Surrey universiteto eksperimentinės branduolinės fizikos tyrimų grupės vadovas, profesorius Wilton Catford, paaiškina, kad „rezultatai beveik atrodo pernelyg geri, kad būtų tiesa, bet mes sunkiai dirbome, identifikuodami konceptualius ryšius ir atitikimą su mikroskopine kvantine mechanika ir pasiekėme geresnį supratimą. Mūsų būdas pagrįstas ryšiais tarp entropijos, informacijos ir simetrijos, kas yra fundamentalu ir pritaikoma visais masteliais, subatominiais ar kosminiais.“
University of Surrey
phys.org
Daugiau informacijos:Michael C. Parker et al, Halo Properties in Helium Nuclei from the Perspective of Geometrical Thermodynamics Annalen der Physik(2021). DOI: 10.1002/andp.202100278