« Noeuds » nucléaires peuvent percer les mystères des atomes: Structures appelées skyrmions seraient éventuellement surmonter les obstacles dans les calculs de physique atomique

structures Knotlike appelées skyrmions serait peut-être faciliter les scientifiques démêlent le fonctionnement interne des noyaux atomiques, une étude de remplacement suggère. Un skyrmion pourrait être un peu trouble dans une substance extrêmement, un motif tourbillonnant que, sorte de noeud, est difficile à défaire. dans les années soixante, physicien invite Tony Skyrme que ces structures - car une fois le nom - peuvent représenter les protons et les neutrons dans un noyau dans les calculs théoriques. Cependant, malgré une promesse initiale, le succès concept chicots. particulièrement, calculs de skyrmions noyaux créés malformés.

TOUS nouée Des structures ressemblant à des nœuds appelées skyrmions pourraient aider les scientifiques à étudier le noyau d'un atome, tel que l'hélium photo: SPL / SCIENCE

Mais actuellement les chercheurs ont amélioré leurs calculs de protons et de neutrons mais doit se regrouper le long dans l'image skyrmion. Ces résultats, en accord avec les attentes soutenues connaissances expérimentales, les rapports de l'équipe dans une étude très dans la presse à Physical Review Letters.

Voici cependant les travaux de concept: dans un noyau, des particules appelées pions ar zinging perpétuellement autour, servant à porter le noyau le long de. même degré lepton associé a un champ électrique qui peut bousculer particules différentes, les ar liés aux pions champs trop. Dans l'image originale de Skyrme, les protons et les neutrons peuvent être décrits comme des torsions dans le domaine du pion - ou skyrmions - semblable à un Noeud dans un morceau de ficelle.

En réalité, les protons et les neutrons sont chacun constitués de particules subatomiques plus petites appelées quarks et gluons, et la théorie fondamentale qui décrit comment ces particules interagissent, appelé chromodynamique quantique, est complexe incroyablement. Skyrmions pourrait simplifier les calculs - si seule la technique a produit les bonnes réponses.

À présent, Les physiciens de l'Université de Durham en Angleterre ont résolu certains des malheurs de skyrmions, dans les études sur les noyaux atomiques aussi grandes que 12 de carbone.

calculs de Skyrmion généralement la négligence des particules plus lourdes appelées mésons rho qui sont aussi importants pour garder noyaux intacts. Y compris les particules dans les calculs modifie la façon dont le skyrmion « noeud » dans le champ se fait attacher, et les formes des noyaux résultant, explique le physicien mathématique et étude co-auteur Paul Sutcliffe. Il est comme si les nœuds étaient à égalité dans « un morceau de ficelle ennuyeux avant, et maintenant il est … une chaîne de couleur avec quelques étincelles sur elle. » En conséquence, « Vous obtenez maintenant les bonnes formes," il dit.

L'idée de skyrmions pris dans d'autres domaines aussi bien. Un skyrmion connexe apparaît dans les spirales de l'aimantation dans certaines matières solides (SN: 2/17/18, p. 18), mais skyrmions magnétiques sont beaucoup plus grandes et peuvent être manipulés à volonté.

Les chercheurs ont longtemps eu du mal à utiliser skyrmions pour étudier les noyaux atomiques, dit physicien théoricien Nicholas Manton de l'Université de Cambridge qui n'a pas participé à l'étude. Mais le nouveau résultat « se rapproche d'être physiquement raisonnable. »

Finalement, ces calculs pourraient aider les scientifiques à étudier les propriétés surprenantes de certains noyaux. Un exemple est le carbone-14, une version radioactif du carbone qui peut être utilisé à ce jour des objets anciens. Il se désintègre avec une demi-vie étonnamment longue d'environ 5,700 années. Skyrmions pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre que la carie étrange, Manton dit

La source: Trois personnes atteintes de paralysie sous le cou ont pu naviguer