Физики неправильно представляли себе ядра кислорода и неона
Большой адронный коллайдер многие воспринимают как инструмент изучения первых мгновений жизни Вселенной и поиска редких частиц. Но ушедший на обновление ускоритель частиц все еще приносит новые данные и о таких, казалось бы, хорошо изученных объектах, как ядро атома кислорода. Физики ЦЕРН выяснили, что и оно, и ядро атома неона ведут себя не так, как предсказывали модели.
Когда-то ученые считали, что атом похож на пирог с изюмом. Позже физики перешли к планетарной модели: ядро в центре атома и электроны, передвигающиеся по орбитам вокруг него. В процессе экспериментов выяснилось, что электроны не похожи на планету, их корректнее представлять себе как облака вероятностей вокруг округлого ядра.
Но чем дальше развиваются методы анализа в ядерной физике, тем более явным становится факт, что и наше понимание формы атомного ядра несовершенно. Эксперименты на большом адронном коллайдере (БАК) показывают, что реальные ядра не всегда похожи на сферу.
Столкновения позволяют по косвенным признакам узнать форму ядра атома. При встрече ядер образуется кварк-глюонная плазма, особое, очень быстро распадающееся состояние материи. Частицы, образующие ее, обычно похожи по поведению на жидкость. Направления потока частиц позволяют ученым вычислить геометрию столкновения — сместились ли частицы относительно центров друг друга при встрече.
«Эксперименты с использованием одинаковых легких ионов предоставляют нам хороший контроль над первичной геометрией столкновения. Она оказывается зависима от пространственного расположения нуклонов в ядре. Для протон-ядерных столкновений нам приходится учитывать партонную структуру протона (кварки и глюоны внутри него), которая значительно изменяется от события к событию. Поэтому симметричное столкновение легких ионов идеально для исследования коллективного отклика в малых системах», — написали авторы работы.
После обработки нового набора данных физики из ЦЭРН поняли, что ядра неона и кислорода ведут себя не так, как предсказывали модели. Работа продолжает предыдущие исследования строения ядер кислорода и неона. Они сообщили об этом в статье в журнале Physical Review Letters.
Близкие по массе ионы кислорода-16 и неона-20 должны были проходить похожие гидродинамические изменения. А значит, разница в поведении потоков во время кислород-кислородных и неон-неонных столкновений должна отражать разницу в геометрии столкновений ионов. Она же будет разницей в строении ядер ионов.
Предыдущие расчеты ядерной структуры предполагали, что ядро кислорода-16 похоже на четырехгранник-тетраэдр, а ядро неона-20 — на кеглю для боулинга.
Исследователи обработали данные с детектора CMS о столкновений частиц с общей энергией 5,36 тераэлектронвольт на пару нуклонов. Они сравнили полученные данные с гидродинамическими симуляциями, которые учитывали современные расчеты структуры атомных ядер.
Во время экспериментов физики наблюдали значительные эллиптические и треугольные потоки для обоих типов столкновений. Рисунки потоков сильно зависели от того, насколько близко к центру ядер произошла встреча разогнанных йонов. Это согласуется с тем, как жидкость должна вести себя в зависимости от геометрии столкновения.
Авторы исследования сообщили, что в большинстве столкновений неон показал более сильный сигнал эллиптического потока по сравнению с кислородом. Так и должно быть, если ядро неона действительно менее округлое.
Однако треугольный поток в экспериментах не совпадал с вычислениями. Это может означать, что ядра существуют не в той форме, которую ожидают ученые.
Физики считают, что их анализа недостаточно для точного определения формы ядра неона, хотя анализ потоков частиц и позволяет говорить о ядерной структуре участников столкновений. Развитие теории, описывающей столкновения в ускорителе, может рассказать и почему треугольные потоки вели себя именно так. Ни одна из использованных учеными моделей не смогла описать результаты столкновений достаточно точно.
Telegram 
Дзен 
VK Большой адронный коллайдер многие воспринимают как инструмент изучения первых мгновений жизни Вселенной и поиска редких частиц. Но ушедший на обновление ускоритель частиц все еще приносит новые данные и о таких, казалось бы, хорошо изученных объектах, как ядро атома кислорода. Физики ЦЕРН выяснили, что и оно, и ядро атома неона ведут себя не так, как предсказывали модели.
Чешские археологи, изучая огромное древнее сооружение возрастом примерно 6500 лет, пришли к выводу, что входы в него расположены не случайным образом, а с учетом движения по небу Солнца и Луны. Судя по всему, этот неолитический памятник, который более чем на тысячу лет старше самого раннего этапа строительства Стоунхенджа, служил местом для проведения ритуалов, связанных с небесными светилами.
Ученые Томского политехнического университета разработали и экспериментально проверили технологию улавливания углекислого газа из реальных дымовых газов с помощью газовых гидратов — соединений газа в водной оболочке, которые в зависимости от состава называют «горючим льдом». В структуре гидрата молекулы воды образуют своеобразную «клетку», которая удерживает внутри себя молекулы газа. Исследования показали, что такой способ позволяет выделить из дымовых газов до 98% углекислого газа и использовать его в дальнейшем в промышленности.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.
С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии