核物理学家发现挑战我们了解宇宙中的力量

大学马萨诸塞州大学洛厄尔导向核物理学家团队已经发现了在科学家认为的原子核心内存在的对称性。

由马萨诸塞大学罗贝核物理学家领导的研究人员的发现可能会改变科学家的理解，并帮助解释外太空的极端现象。

研究人员的突破表明，由于科学家认为，原子核心内存在的对称性并不是基本的。发现在原子核内工作的力量揭示了在原子核内的工作，打开了对宇宙的更大了解的门。该研究结果本质上发表，是世界上首屈一指的科学期刊之一。

当Umass Lowell-LED团队正在努力确定原子核在X射线突发中如何产生原子核的发现 - 中子恒星表面发生的爆炸，这是他们生命结束时巨大恒星的残余物。

Umass Lowell物理助理教授Andrew Rogers。

“我们正在研究这些原子的细胞核内部发生的事情，以更好地了解这些宇宙现象，最终是回答科学中最大的最大问题之一，如何在宇宙中创造化学元素，”安德鲁·罗贝尔助理物理学教授，谁负责研究团队。

该研究得到了美国能源部的120万美元的批准，向乌斯兰·洛厄尔（Umass Lowell）进行了支持，并在密歇根州立大学国家超导回旋历实验室（NSCL）进行。在实验室，科学家们创造了异国情调的原子核来衡量他们的财产，以了解他们作为物质的建筑块，宇宙和生命本身的角色。

原子是一些最小的物质单位。每个原子都包括电子围绕其核心内部的微小核，其含有几乎所有的质量和能量。原子核由两个几乎相同的颗粒组成：带电质子和不带电的中子。核中的质子的数量决定了原子属于定期表的哪个元素，因此是其化学。元素的同位素具有相同数量的质子，而是不同数量的中子。

在NSCL，核加速到接近光速附近，并粉碎成碎片，形成锶-73 - 一种罕见的同位素，其在地球上没有发现，但在剧烈的热核X射线爆裂期间可以在短时间内存在。中子恒星的表面。这种锶同位素含有38个质子和35个中子，只有一秒钟的一小部分。

该团队在八天内工作，该团队创造了400多个锶-73核，并将其与溴-73的已知性质进行了比较，该同位素含有35个质子和38个中子。通过互换的质子和中子数，溴-73个核被认为是“镜子伴侣”到锶-73核。由于质子与中子之间的相似性，并且科学家对核物理学的理解，核中的镜像对称存在。

研究人员大致每半小时创建一个锶-73核，通过NSCL的同位素分离器运输，然后将核带到一个复杂的探测器阵列中心的挡块，它们可以观察其行为。通过研究这些细胞核的放射性衰减，科学家发现锶-73与溴-73完全不同。根据Rogers的说法，该发现提出了关于核动力的新问题。

“锶-73和溴-73结构在结构中看起来相同，但我们发现没有令人惊讶的是。本质上存在的对称性是物理学家的一个非常强大的工具。当对称分裂时，告诉我们我们在理解中有问题，我们需要仔细看看，“罗杰斯说。

根据Daniel Hoff，据丹尼尔·赫洛尔研究助理，科学家们认为，科学家所看到的核对理论是什么审查本文的主要作者。

“比较Strontium-73和溴-73个核，就像在镜子上看起来并没有识别自己。一旦我们说服自己，我们看到的是真实的，我们非常兴奋，“霍夫说。

随着罗杰斯，索维尔居民和生活在Medford的霍夫，包括在梅德福队，包括物理系教授Peter Bender教授，Emeritus C.J。李斯特和前umass洛厄尔研究顾问克里斯莫尔斯。物理研究生梅森，N.H.和Sanjanee Waniganethi的梅森，洛厄尔的奥梅特也为该项目做出了贡献。

作为团队的研究的一部分，Michigan国家的研究助理，MICIN WANG，由Michigan State的研究副教授进行了最先进的理论计算，并由MSU的John A. Hannah杰出的物理学和首席科学家虔诚的理论计算稀有同位素梁（FRIB）的设施，明年将开放。

Nazarewicz说，研究人员的工作“工作”为稀有同位素的结构提供了独特的见解。““但仍然仍有待完成。在线上网（如MSU）的新设施将使缺少的线索变得更深入地了解镜像对称性难题。我很高兴我们的设施，独特的仪器和理论计算提供的异国横梁可能导致这种宏伟的工作。“

对于更多实验的计划已经开始，因为研究人员寻求细化并确认他们的观察结果并进一步研究这些同位素。

参考：Dem Hoff，AM Rogers，SM Wang，PC Bender，K.Bardenburg，K. Chiller，Ja Clark，AC Dombos，ER Doucet，S. Jin，R. Lewis，Sn Liddick，CJ Lister，Z. Meisel，C.Morse，W.Nazarewicz，H. Schatz，K. Schmidt，D. Soltesz，SK Subeedi和S.Waniganeththi，4月1日2020年4月1日：
10.1038 / s41586-020-2123-1