Ученые исследуют гиперядра, чтобы понять субатомные силы и нейтронные звезды

Ученые продвигают исследования гиперядер, чтобы улучшить понимание субатомных сил и нейтронных звезд

Гиперядра — редкие атомные системы, которые образуются путем включения гиперонов

Реклама <стр>Сообщается о прорыве в физике элементарных частиц, сосредоточенном на гиперядрах — редких атомных системах, которые образуются путем включения гиперонов, частиц, содержащих по крайней мере один «странный» кварк. В отличие от обычных ядер атомов, состоящих из протонов и нейтронов, гиперядра проявляют уникальные свойства, которые могут дать представление о субатомных силах и экстремальных условиях, присутствующих в нейтронных звездах. Ученые стремятся углубить понимание этих мимолетных структур и их последствий для астрофизики и ядерной физики.

Insights from Advanced Research

Согласно исследованию, опубликованному в The European Physical Journal A, исследователи под руководством Ульфа-Г. Мейсснера из Института передового моделирования в Юлихе и Боннского университета применили теорию эффективного поля ядерной решетки для исследования гиперядер. Этот подход упрощает изучение ядерных взаимодействий, сосредоточившись на протонах, нейтронах и гиперонах, а не на кварках и глюонах, предоставляя вычислительно осуществимый способ изучения этих частиц.

В этом исследовании специально изучались Λ-гипероны, одни из самых легких гиперонов, и их взаимодействия внутри гиперядер. Использовалась решеточная модель, в которой частицы моделируются в дискретной сетке, что снижает сложность вычислений. Были рассчитаны силы, управляющие структурой гиперядер, что позволило достичь согласия с экспериментальными данными с точностью до 5 процентов. Метод также позволил изучать гиперядра с 16 компонентами, расширяя сферу применения более ранних моделей.

Implications for Neutron Stars

Предполагается, что гиперядра образуются в нейтронных звездах из-за огромного давления и плотности в их ядрах. Измеримые свойства нейтронных звезд, такие как масса и радиус, могут зависеть от присутствия гиперонов. Используя передовые рентгеновские телескопы и детекторы гравитационных волн, ученые надеются обнаружить отклонения от существующих моделей, потенциально подтверждая роль гиперонов в этих средах.

Необходимы дальнейшие исследования для уточнения моделей и изучения пионных обменов, которые могут изменять силы внутри гиперядер. Ожидается, что улучшенные экспериментальные данные и точность экспериментов на ускорителях внесут вклад в эту область в будущем.

• Детектор нейтрино JUNO близок к завершению, начало работы запланировано на 2025 год
• Поиск неуловимых недостающих звеньев черных дыр не закончится в ближайшее время