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物理学家发现异国原子中梨形核的首先直接证据

时间：2021-09-07 12:25:27 来源：

异种原子梨形核的图形表示。核心的形状可以给出为什么宇宙含有比反物质更重要的线索。图片来源：利物浦大学利亚姆加夫尼和彼得管家

新出版的研究详细说明了物理学家如何发现异国情调原子中梨形核的第一个直接证据，这一发现可以帮助解释为什么大爆炸而不是反物质创造了更多的东西。

安娜堡 - 一个国际物理学家团队发现了异国异国原子中梨形核的第一个直接证据。

调查结果可以推进对自然界的新基力寻求新的力量，这可以解释为什么大爆炸而不是反物质的重要性 - 一切历史上的关键不平衡。

“如果在大爆炸中创造了平等的物质和反物质，一切都会被歼灭，并且没有星系，星星，行星或人，”密歇根大学物理与生物医学工程和合作科学教授蒂姆查普 - 关于在5月9日发布的工作中发表的工作的纸张。

反物质颗粒具有相同的质量，但与其发言对应物相反的电荷。例如，在已知的宇宙中罕见，在宇宙射线，太阳能耀斑和粒子加速器等中短暂进出存在的宇宙，例如Cern的大型强子撞机。当他们找到彼此时，物质和反物质颗粒互相破坏或湮灭。

是什么造成的问题/反物质不平衡是物理伟大的奥秘之一。它不是由标准模型 - 描述自然定律和物质本质的总体理论。

标准模型描述了四种基本力量或相互作用，可以控制如何表现如何：重力吸引彼此的大量尸体。电磁相互作用导致电带上的力。并且强的力和弱力在原子芯中操作，结合在一起中子和质子或使这些颗粒腐烂。

物理学家一直在寻找一个可能解释问题的新力量或互动的迹象。通过测量放射性元素氡和镭循环的核心如何与旋转的核来揭示其存在的证据。

研究人员证实，这些原子的核心成形为梨，而不是更典型的球形橙色或椭圆形西瓜型材。梨形造型使新互动的影响更强大，更容易检测。

“梨形是特别的，”Chupp说。“这意味着构成核的中性和质子，沿着内轴略有不同。”

梨形核被不缩不薄，因为核力量被从核心的中心推开的阳性质子，这与重力等球形对称力源性不同。

“新的互动，我们学习的效果是两件事，”Chupp说。“它在早期宇宙中产生了问题/反物质不对称，并且它对准这些梨形核的旋转方向和充电轴。”

为了确定细胞核的形状，研究人员在Cern的同位素分离器设施isolde产生了异乎寻常的短寿命和氡原子的束。将原子束加速并粉碎成镍，镉和锡的靶，但由于带正电荷的核之间的排斥力，不可能。相反，核被激发到更高的能量水平，产生γ射线，其以特定的图案出现，揭示核的梨形。

“在最大的照片中，我们正试图了解我们直接观察的一切，也是间接观察的，以及我们如何恰及在这里，”Chupp说。

该研究由利物浦大学Peterbitler教授领导。

“我们的调查结果与一些核理论矛盾，并将有助于改进别人，”他说。

测量还将有助于指导目前在北美和欧洲进行的原子EDMS（电偶极矩）的搜索，其中正在开发新技术以利用氡和镭同位素的特殊性质。

“我们的期望是，我们的核物理实验中的数据可以与测量EDM的原子诱捕实验结果相结合，以使标准模型最严格的测试，我们为理解建筑块的性质的最佳理论“宇宙”，“巴特勒说。

本文以加速放射线束为标题为“核梨形研究”。

出版物：L. P. Gaffney等，“使用加速放射束的梨形核的研究”自然497,199-204“（2013年5月9日）; DOI：10.1038 / Nature12073

图像：利物浦大学利亚姆加夫尼和彼得管家

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