Ядерні «вузлики» допоможуть розкрити загадку атомів
Вузлові структури, звані скирмионами, можуть допомогти вченим розплутати внутрішню роботу атомних ядер. Скирмион — це крихітне обурення в речовині, закручений патерн, схожий на вузлик, який важко розплутати. У 1960-х роках фізик-ядерник Тоні Скирм припустив, що такі структури можуть бути протони і нейтрони в ядрі в теоретичних розрахунках. Але незважаючи на всю красу ідеї, вона заглохла. Зокрема, скирмионные розрахунки видавали деформовані ядра.
Але тепер вчені поліпшили свої розрахунки того, як протони і нейтрони мають збиратися разом у картині скирмиона. Ці результати узгоджуються з очікуваннями, заснованими на експерементальних даних, і були опубліковані в Physical Review Letters.
Вузлики-скирміони
Ось суть ідеї: всередині ядра частинки під назвою «півонії» постійно снують туди-сюди, допомагаючи утримувати ядро разом. Подібно до того, як електрон має електричне поле, здатне штовхати інші частинки, піони мають свої поля. У вихідній картині Скирма протони і нейтрони можуть бути описані як викривлення в поле півонії — скирмионы — схожі на вузлики, які згорнуті струни.
Насправді, протони і нейтрони складаються з менших субатомних частинок — кварків і глюонов — а фундаментальна теорія, що описує взаємодію цих частинок, квантова хромодинаміка, неймовірно складна. Скирмионы могли б спростити розрахунки — якби тільки давали правильні відповіді.
Фізики з Університету Дарема в Англії вирішили деякі проблеми скирмионов, досліджуючи атомні ядра вуглецю-12. Нові результати наближаються до «фізично осмисленим». Зрештою, такі розрахунки можуть допомогти вченим вивчити дивовижні властивості деяких ядер. Прикладом може служити вуглець-14, радіоактивний варіант вуглецю, який можна використовувати для датування стародавніх артефактів.