Um novo estudo realizado por pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) e da Universidade de Washington em St. Louis abordou essas questões, aproveitando dados de experimentos de espalhamento nuclear para fazer restrições rigorosas sobre como os núcleos (nêutrons e prótons) se organizam no núcleo. A pesquisa aparece em dois artigos correspondentes na Physical Review C e Physical Review Letters .
A análise mostra que, para vários núcleos fundamentais, uma pequena fração dos prótons e nêutrons possui a maior parte da energia geral que os mantém ligados aos núcleos, cerca de 50% a mais do que o esperado de tratamentos teóricos padrão.
Além disso, o estudo faz novas previsões para a " pele de nêutrons " (uma região onde nêutrons extras se acumulam) de vários núcleos ricos em nêutrons . Por sua vez, essas previsões estão intimamente ligadas a como as grandes estrelas de nêutrons crescem e quais elementos são provavelmente sintetizados em fusões de estrelas de nêutrons.
"Nossos resultados indicam quantitativamente como os efeitos de assimetria, carga e casca contribuem para a geração de pele de nêutrons e conduzem uma parte desproporcional da energia de ligação total para os núcleos mais profundos", disse Cole Pruitt, pós-doutorado do LLNL e autor principal de ambos os artigos.
Compreender como a energia da assimetria nuclear muda com a densidade é uma entrada essencial para a equação de estado dos nêutrons, que determina a estrutura da estrela de nêutrons. Mas não é fácil medir diretamente as camadas de nêutrons. O Experimento Lead Radius 2010, ou PREX, forneceu a primeira medição de pele de nêutrons independente de modelo para o chumbo-208, mas a medição foi inundada por uma grande incerteza. Um experimento de acompanhamento mais preciso, o PREX II, foi executado em 2019 e está programado para divulgar os resultados em breve.
"Um modelo abrangente não deve apenas reproduzir quantidades integradas (como o raio de carga ou energia de ligação total), mas também especificar como os núcleos compartilham momento e energia, ao mesmo tempo em que é realista sobre a incerteza do modelo de suas previsões", disse Pruitt.
CD Pruitt et al. Systematic Matter and Binding-Energy Distributions from a Dispersive Optical Model Analysis, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.102501
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