CMS Collaboration u LHC‑u analizirala je sudare kiseonik‑kiseonik i neon‑neon i pronašla dokaze da jezgro neon‑20 ima deformaciju nalik kegli. Istraživači su pratili kolektivni tok izbačenih čestica (eliptični i trougaoni tok) i uočili razlike koje ukazuju na osetljivost toka na početnu nuklearnu geometriju. Promene u eliptičnom toku posebno podržavaju hipotezu o deformaciji, dok neslaganja u trougaonome toku zahtevaju dalja istraživanja. Rad je objavljen u Physical Review Letters.
LHC Otkriva Jezgro Neon‑20 U Obliku 'Kegle' — Sudari Pokazuju Oblik Jezgra Iz Unutrašnjosti
(ComicSans/iStock/Getty Images Plus)
Fizičari u CERN‑ovom Velikom hadronskom sudaraču (LHC) pronašli su dokaze da jezgro neon‑20 nije savršeno sferno, već pokazuje deformaciju koja podseća na oblik keglarske kugle. Rezultati, dobijeni analizom sudara svetlih jona u eksperimentu CMS, otvaraju novu metodu za ispitivanje unutrašnje geometrije atomskih jezgara.
YouTube Thumbnail
Šta su otkrili?
Analiza upoređuje sudare kiseonik‑kiseonik (16O–16O) i neon‑neon (20Ne–20Ne). Iako su mase ovih jezgara slične, očekuje se da imaju različite unutrašnje rasporede nukleona: za kiseonik‑16 predviđa se tetraedarska struktura, dok je za neon‑20 modelima bliži oblik „kegle“ (bowling‑pin). Podaci CMS‑a pokazuju promene u kolektivnom toku čestica koje su konzistentne sa tim razlikama u početnoj geometriji.
YouTube Thumbnail
Kako su to utvrdili?
U sudarima je nastala gusta, kolektivno tečna materija čiji tok (flow) nosi informaciju o početnoj geometriji. Istraživači su analizirali simetrije u raspodeli izbačenih čestica — posebno eliptični (v2) i trougaoni (v3) tok — i tražili su suptilne razlike između serija sudara dve vrste jezgara. Najizraženije razlike očekivano su se javile u najcentralnijim (najdirektnijim) sudarima.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Rezultati i ograničenja
Tim je zabeležio razlikovanje u jačini eliptičnog toka koje podržava ideju da je neon‑20 deformisan, dok kiseonik‑16 može imati tetraedarsku konfiguraciju. Međutim, izmerene promene u trougaonome toku (v3) nisu se kvantitativno slagale sa predviđanjima modela, što znači da su potrebne dalje studije i poboljšanja teorijskih simulacija.
"Ovi rezultati utvrđuju osetljivost kolektivnog toka u sudarima lakih jona i na početnu geometriju i na hidrodinamički odgovor mediuma," navode autori.
Iako nemamo „fotografiju“ pojedinačnog nukleona, ova metoda pokazuje da raspored protona i neutrona u jezgru može ostaviti očit trag u raspodeli izbačenih čestica. To čini sudarače moćnim alatom za proučavanje nuklearne strukture, naročito u malim sistemima gde su efekti suptilni.
Šta sledi?
Potrebne su dodatne analize i ažuriranja modela da bi se razjasnile razlike u trougaonome toku. Dalji eksperimenti sa različitim energijama i vrstama jezgara, kao i naprednije teorijske simulacije, pomoći će da se potvrdi i preciznije opiše oblik jezgra neon‑20.
Rad je objavljen u časopisu Physical Review Letters i predstavlja važan korak ka korišćenju kolajdera čestica za „skeniranje“ unutrašnje arhitekture atomskih jezgara.
Pomozite nam da budemo bolji.
