Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Sự tán xạ proton cho thấy bí mật của các cặp proton-neutron tương quan mạnh trong các hạt nhân nguyên tử (21/01/2019)

Lực hạt nhân giữ các proton và nơtron lại với nhau ở trung tâm các nguyên tử có thành phần không phải là trung tâm - được gọi là lực căng, phụ thuộc vào spin và vị trí tương đối của các hạt tương tác. Tầm quan trọng của lực căng đã được quan sát thấy trong năng lượng liên kết của các hạt ánh sáng, nhưng cho đến nay, tác dụng của chúng đối với cấu trúc hạt nhân vẫn chưa được nghiên cứu rõ ràng. Các thí nghiệm trước đây trong lĩnh vực này đã chứng minh khả năng phát hiện các hạt cần thiết hoặc độ phân giải cần thiết để thăm dò thành phần lực hạt nhân này. Tuy nhiên, không ai cho thấy cả độ phân giải và khả năng liên kết sự truyền động lượng lớn quan sát được của các cặp proton-nơtron (hoặc cặp nucleon) với cấu trúc hạt nhân.

Một minh họa đơn giản về các proton được tạo ra từ 2 quark lên, 1 quark xuống; các neutron được tạo ra từ 2 quark xuống, 1 quark lên (quark: hạt cơ bản sơ cấp - một thành phần cơ bản của vật chất).

Nghiên cứu quốc tế của Đại học Osaka đã báo cáo bằng chứng đầu tiên về mối quan hệ giữa cặp proton-nơtron tương quan mạnh trong hạt nhân nguyên tử gây ra bởi những tương tác tenor và cấu trúc hạt nhân. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một thí nghiệm tán xạ proton để thu được sự tương tác mạnh mẽ của các cặp proton-nơtron với độ phân giải năng lượng vừa phải ở trạng thái cuối cùng. Bằng cách đo sự xuất hiện đồng thời của deuteron (các hạt gồm proton và nơtron) và proton đi ngược chiều nhau, chúng đã có thể cho thấy sự thống trị của các cấu trúc hạt nhân cụ thể. 

Tác giả nghiên cứu Hooi Jin Ong giải thích: "Phát hiện của chúng tôi có thể được ví như một cặp trượt băng đang thực hiện một vòng quay - một trong số chúng đại diện cho một proton và cái còn lại đại diện cho nơtron. Nếu một vận động viên trượt băng thứ ba (một proton khác) tiếp cận với vận tốc chính xác và nhặt nơtron, chúng sẽ di chuyển cùng nhau theo một hướng và hiệu ứng của chúng di chuyển khiến cho proton ban đầu di chuyển theo hướng ngược lại. Phát hiện và phân tích như vậy sự kiện dẫn đến thông tin về cấu trúc hạt nhân”. 

Tác giả đầu tiên của nghiên cứu Satoru Terashima, giải thích: Dữ liệu của chúng tôi, thu được trên dòng tia GRAF tại cơ sở cyclotron Osaka, chứng minh hành vi này khi truyền động lượng lớn. Những phát hiện của chúng tôi sẽ hữu ích không chỉ cho các nhà vật lý hạt nhân, mà còn cho các nhà nghiên cứu làm việc trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là vật lý thiên văn.

Người ta hy vọng rằng việc cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về cách ghép cặp nơtron và proton ảnh hưởng đến cấu trúc hạt nhân, cụ thể là mức năng lượng và số ma thuật (số lượng proton và nơtron cung cấp hạt nhân có độ ổn định cao hơn đáng kể so với các tổ hợp khác) sẽ dẫn đến sự hiểu biết tốt hơn của các cấu trúc bên trong của sao nơtron và thiên thể khác.

Nguồn: Đ.T.V (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 08/01/2019