Οι συγκρούσεις υψηλής ενέργειας έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό συσσωματωμάτων νουκλεονίων (νετρονίων και πρωτονίων) μέσα στους ατομικούς πυρήνες και την εκπομπή υψηλής ενέργειας σωματιδίων

Όταν δύο πυρήνες ηλίου-4 (⁴He) συγκρούονται μεταξύ τους, σχηματίζουν έναν πυρήνα βηρυλλίου-8 (⁸Be). Kι αν ένας τρίτος πυρήνας ⁴He χτυπήσει αυτόν τον πυρήνα μπορεί να οδηγήσει σε μια διεγερμένη κατάσταση του άνθρακα-12 (¹²C), με τα σωματίδια ⁴He να διατάσσονται σε ένα τακτοποιημένο σύμπλεγμα. Η ομαδοποίηση νετρονίων και πρωτονίων κατά τη διάρκεια συγκρούσεων υψηλής ενέργειας είναι γνωστό ότι καθορίζει τη σταθερότητα των προϊόντων της σύγκρουσης. Αλλά το πώς η ομαδοποίηση επηρεάζει την δυναμική και τα αποτελέσματα των πυρηνικών αντιδράσεων υψηλής ενέργειας παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα. Τώρα ο Catalin Frosin του Πανεπιστημίου της Φλωρεντίας και οι συνεργάτες του παρουσιάζουν πειραματικά δεδομένα που περιγράφουν λεπτομερώς το πώς σχηματίζονται τα προϊόντα αντίδρασης κατά τη διάρκεια αυτού του είδους σύγκρουσης. Τα αποτελέσματα υποστηρίζουν μοντέλα που δείχνουν ότι η αύξηση της ενέργειας σύγκρουσης μπορεί να προκαλέσει την διαδικασία ομαδοποίησης και να οδηγήσει σε εκπομπή ελαφρύτερων, και πιο ενεργητικών σωματιδίων.

Τα πειράματα προϋποθέτουν βομβαρδισμό στόχων ¹²C με παλμικές δέσμες θείου-32 και νέον-20 (³²S+¹²C και ²⁰Ne+¹²C). Ο Frosin και οι συνεργάτες του ταυτοποίησαν τα θραύσματα που προέκυψαν χρησιμοποιώντας τον FAZIA, έναν ανιχνευτή που σχεδιάστηκε να ανιχνεύει φορτισμένα σωματίδια στην περιοχή της ενέργειας Fermi (20-100 MeV/νουκλεόνιο), Παράλληλα, η ομάδα πραγματοποίησε προσομοιώσεις, είτε θεωρώντας ότι πραγματοποιούνται ομαδοποιήσεις συμπλεγμάτων νουκλεονίων, είτε όχι, για να συγκρίνει τις προβλέψεις των αλληλεπιδράσεων των νουκλεονίων και τις διασπάσεις ασταθών προϊόντων με τα πειραματικά δεδομένα. Τα μοντέλα που περιλάμβαναν τον σχηματισμό συμπλεγμάτων νουκλεονίων προέβλεπαν την παραγωγή σωματιδίων που είναι πιο ενεργητικά – σε συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα. Οι ερευνητές απέδωσαν αυτό το φαινόμενο στη διατήρηση της ενέργειας και της ορμής στις συγκρούσεις νουκλεονίου-νουκλεονίου και νουκλεονίου-συμπλέγματος νουκλεονίων κατά την πρώιμη, δυναμική φάση της αλληλεπίδρασης.

Τα ευρήματα αποδεικνύουν την ικανότητα του ανιχνευτή FAZIA να εξάγει ακριβείς πληροφορίες σχετικά με τις ιδιότητες των πυρηνικών θραυσμάτων. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι παρόμοια πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε άλλα εργαστήρια εξέτασαν μόνο πυρηνικές αντιδράσεις άνθρακα+άνθρακα (¹²C+¹²C). Η επέκτασή τους σε βαρύτερα αντιδρώντα δίνει ένα ευρύτερο σύνολο πειραματικών δεδομένων για την ερμηνεία των μηχανισμών θρυματισμού.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες: https://physics.aps.org/articles/v16/s50 – https://arxiv.org/pdf/2303.17390.pdf

Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

Ετικέτες: PHYSICS