中子恒星可能大于预期,铅核的测量表明

2021-04-28 11:20:25

说出你想要的铅,它有一个令人惊讶的厚厚的肤色中子,即。事实上,根据一项新研究,铅核外部的中子层是物理学家思想的两倍。看似奥彻姆的结果可能会有脱离世界的含义:中子恒星,当恒星爆炸的恒星爆炸时留下的超声球可能更加僵硬,比理论普遍预测更大。

“这是一个梦幻般的实验成就,”阿姆斯特丹大学的天体物理学家Anna Watts说,他研究中子恒星。 “已经谈到了几年和几年,终于看到它真是太酷了。”

原子的核由质子和中子由所谓的强大核力粘在一起。中子通常超过质子。然而,由于质子和中子数量的大量不平衡增加,因此可以使核心的内部能量增加,并且可以使其不稳定。理论通常预测大核由纯中子皮肤包围的质子和中子的几乎相同的混合物组成。

现在已经测量了托马斯杰斐逊国家加速设施的核物理学家核物理学家核物理学家(PB)RADIUS实验(PREX)的厚度。为此,它们反弹了铅的核心的大量电子,其中元素最常见的同位素,具有82个质子和126个中子。带负电的电子主要通过电磁力与带正电的质子相互作用,其偏转电子。通过这种电磁散射,其他物理学家先前已经测量了引线-208核中的质子的分布,发现它延伸到5.50FERMI-A FERMI的半径为1毫米1纳米。

为了探测中子,PREX物理学家利用了通过弱核力量与质子和中子相互作用的事实。与电磁力相比,其强度取决于进入的电子是否被右手四分卫或左侧抛出的右侧旋转。这种用手允许PREX研究人员检测弱势的影响。

研究人员在铅核处烧制了一束电子,几乎所有的旋转方式,并测量它们以特定角度偏转的可能性。然后,它们翻转电子使它们旋转相反的方式,并寻找偏转电子电流的一百万个差异。微小的不对称将发出弱力的效果,其尺寸将显示中子的空间扩散。物理学家每秒旋转电子240次旋转,非常注意,确保它们没有改变光束的能量,强度或轨迹。

观察到的不对称意味着铅核具有0.28费米厚,给予或服用0.07,PREX研究人员今天在物理审查信中报告。这对2012年的PREX团队报告的以前的测量很好,但新数据将不确定性降低了一半。更精确的发现表明引线-208的中子皮肤是大约两倍的两倍,因为理论家已经预测,并且其他不太直接的实验表明。 “它迫使每个人开始仔细审查他们的假设,这是一个实验主义者的梦想,”马萨诸塞大学,阿默斯特大学的物理学家Krishna Kumar说,Amhersts,Amhers队和Prex团队的共同发言人。

其中一些假设涉及,最终涉及中子恒星的性质。即使原子核少于中子星的原子核少于几倍,前者也可用于制造佛罗里达州立大学的核心能主义者Jorge Piekarewicz的推论。特别是,他说,中子恒星暗示中子恒星比许多理论都是不可压缩的,他说,这将使它们变得更大。事实上,在今天发表的另一篇文章中,在物理审查信中,PieCexwicz和同事计算出PREX结果意味着铣削中子星的跑道中的13.25和14.25公里的半径为1.4倍作为太阳的速度。大多数理论的收益率估计更接近10公里。

Mareland,Maryland大学的Thare Miller,College Park,高校公园,与美国宇航局的中子星级内部成分探险家(更好),国际空间站上的X射线望远镜合作,巨大的大小是合理的。更衬垫研究人员使用来自旋转中子星的辐射光谱来推导其尺寸,甚至在其表面上展示不规则性。该仪器测量了两个中子恒星的辐射为1.4和2.1倍作为太阳的大规模宽,并且在半径的半径约为13公里。

但米勒指出,引力波检测器的数据可能有利于更小,更柔软的中子恒星。 2017年,在美国的激光干涉仪引力波观测台(Ligo)的物理学家和意大利的处女座探测器察察出了两个中子恒星彼此旋转并合并,可能是形成一个黑洞。米勒说,如果中子恒星相对较大,并且在合并之前,它们应该开始通过其重力彼此变形。但他说,Ligo和Virgo研究人员没有证据表明他们的信号中的潮汐变形。

然而,密歇根州立大学的核心能主义者Witold Nazarewicz表示,它的担忧会担心宣传效果的天体物理影响。他指出,该团队仅对电子散射不对称进行衡量,研究人员用来将其转化为中子皮肤厚度的理论具有自己的不确定性。 Nazarewicz说,团队对不对称的价值可能已经与铅核的其他属性的测量相冲突。 “我想知道一切是否与Lead-208一致。”

令人惊讶的预言结果仍然可能会刺激核物理学家和天体物理学家,以重新审视原子核和中子恒星之间的理论环节,Piekarewicz说。 “这是一个对社区的心理颠簸。”