당신이 납에 대해 원하는 것을 말하십시오. 그것은 중성자의 놀랍도록 두꺼운 피부를 가지고 있습니다. 실제로, 새로운 연구에 따르면, 리드 핵 외부의 중성자 층은 물리학 자들이 생각한 것보다 두 배가된다. 겉보기에 끔찍한 결과는이 세상의 영향을 미칠 수 있습니다. 중성자 별, 초신성 폭발로 별이 폭발 할 때 남은 초음파 구체는 일반적으로 예측하는 것보다 더 단단하고 더 클 수 있습니다.
중성자 스타를 연구하는 암스테르담 대학교의 천체 물리학자인 Anna Watts는“환상적인 실험적 업적입니다. "그것은 몇 년, 몇 년, 몇 년 동안 이야기되어 왔으며 마침내 그것을 보는 것이 너무 멋지다."
.원자의 핵은 소위 강한 핵무기에 의해 함께 붙어있는 양성자와 중성자로 구성됩니다. 중성자는 일반적으로 양성자보다 많습니다. 그러나 양성자와 중성자의 수에 큰 불균형이 핵의 내부 에너지를 증가시키고 불안정하게 만들 수 있기 때문에 너무 많지 않습니다. 이론은 일반적으로 큰 핵이 순수한 중성자의 피부로 둘러싸인 양성자와 중성자의 거의 동일한 혼합물로 구성 될 것으로 예측합니다.
.Thomas Jefferson National Accelerator 시설에서 Lead (PB) 반경 실험 (Prex)을 가진 핵 물리학자가 이제 측정 한 것은 그 피부의 두께입니다. 그렇게하기 위해, 그들은 82 개의 양성자와 126 개의 중성자를 갖는 요소의 가장 흔한 동위 원소 인 Lead-208의 핵에서 풍부한 전자를 뿌렸다. 음으로 하전 된 전자는 주로 전자기력을 통해 양으로 하전 된 양성자와 상호 작용하며, 이는 전자를 편향시킨다. 이러한 전자기 산란을 통해, 다른 물리학 자들은 이전에 Lead-208 핵에서 양성자 분포를 측정했으며, 그것이 5.50 fermi의 반경으로 확장된다는 것을 발견했다.
중성자를 조사하기 위해 Prex 물리학 자들은 전자가 약한 원자력을 통해 양성자 및 중성자와 상호 작용할 수 있다는 사실을 활용했습니다. 전자기력과 비교할 때 연약한 경우, 그 강도는 들어오는 전자가 오른쪽 쿼터백으로 던져진 축구와 같이 오른쪽으로 회전하는지 또는 왼쪽에 달려 있습니다. 그 손길로 인해 Prex 연구자들은 약한 힘의 영향을 감지 할 수있었습니다.
연구원들은 리드 핵에서 거의 같은 방식으로 회전하는 전자 빔을 발사하고 특정 각도에서 편향 될 확률을 측정했습니다. 그런 다음 전자를 뒤집어 반대 방향으로 회전하고 편향된 전자의 전류에서 1 분의 1 백만 차이를 찾았습니다. 그 작은 비대칭은 약한 힘의 효과를 알리고, 그 크기는 중성자의 공간 확산을 드러 낼 것입니다. 물리학 자들은 전자의 스핀을 초당 240 회 뒤집어 빔의 에너지, 강도 또는 궤적을 바꾸지 않도록 세심한주의를 기울였습니다.
.관찰 된 비대칭 성은 납 핵이 중성자 피부 0.28 페르미 두께를 가지고 있음을 의미합니다. . 이 측정은 2012 년 Prex 팀이보고 한 이전 측정과 함께 잘 지내지 만 새로운 데이터는 불확실성을 절반으로 줄입니다. 더 정확한 발견은 Lead-208의 중성자 피부가 이론가들이 예측 한 것보다 약 2 배나 두 배이며 다른 덜 직접적인 실험이 지적했음을 시사합니다. 매사추세츠 대학교 (University of Massachusetts)의 물리학 자, 애 머스트 (Amherst), 프레스 팀의 공동 스포크 (Prex Team)의 물리학자인 크리슈나 쿠마르 (Krishna Kumar)는“모든 사람들이 자신의 가정을 면밀히 조사하기 시작했으며, 이는 실험가들에게 꿈입니다.
이러한 가정 중 일부는 중성자 별의 본질과 관련이 있습니다. 플로리다 주립 대학의 핵 이론가 인 Jorge Piekarewicz는 원자 핵이 중성자 별보다 몇 배 덜 밀도가 높지만, 전자는 나중에 추론하는 데 사용될 수 있다고 설명했다. 특히, 더 두꺼운 중성자 피부는 중성자 별이 많은 이론이 예측하는 것보다 압축성이 적다는 것을 암시한다. 사실, 오늘날 물리 검토 편지 에 발표 된 또 다른 논문에서 , Piekarewicz와 동료들은 prex 결과가 13.25에서 14.25 킬로미터 사이의 반경을 16.25 킬로미터 사이의 반경을 16.25 킬로미터 사이의 태양보다 1.4 배 의미한다고 계산합니다. 대부분의 이론은 10 킬로미터에 가까운 추정치입니다.
점보 크기는 국제 우주 정거장의 엑스레이 망원경 인 NASA의 Neutron Star Interior Composition Explorer (NOUR)와 함께 일하는 College Park의 메릴랜드 대학의 천문학자인 Cole Miller에게 그럴듯합니다. 더 좋은 연구자들은 회전하는 중성자 별의 방사선 스펙트럼을 사용하여 크기를 추론하고 심지어 표면의 불규칙성을 매핑합니다. 기기는 태양보다 1.4 및 2.1 배의 2 개의 중성자 별의 방사선을 측정했으며 반경이 약 13km 인 것으로 나타났습니다.
그러나 Miller는 중력파 탐지기의 데이터가 더 작고 부드러운 중성자 별을 선호 할 수 있다고 지적합니다. 2017 년, 미국의 레이저 간섭계 중력 파 분위기 (Ligo)를 가진 물리학 자와 이탈리아의 처녀 자리 탐지기는 두 개의 중성자 별이 서로 소용돌이 치고 합병하여 블랙홀을 형성하는 것으로 나타났습니다. 중성자 별이 비교적 크고 뻣뻣하다면 합병 전에 중력을 통해 서로 변형되기 시작했을 것이라고 Miller는 말합니다. 그러나 리고와 처녀 자리 연구자들은 신호에서 그러한 조력 변형의 증거를 보지 못했다고 그는 말한다.
그러나 미시간 주립 대학의 핵 이론가 인 Witold Nazarewicz는 Prex 결과의 천체 물리학 적 영향에 대해 걱정하는 것은 시기상조라고 말했다. 그는 팀은 전자 산란 비대칭 만 측정하고 연구자들이이를 중성자 피부의 두께로 변환하는 데 사용하는 이론은 고유 한 불확실성을 가지고 있다고 지적했다. Nazarewicz는 팀이 비대칭에 대한 가치는 이미 리드 핵의 다른 특성 측정과 충돌 할 수 있다고 말했다. "모든 것이 Lead-208과 일치하는지 알고 싶습니다."
그럼에도 불구하고, 놀라운 prex 결과는 원자 핵과 중성자 별 사이의 이론적 연관성을 재검토하기 위해 핵 물리학 자와 천체 물리학자를 박차를 가할 것이라고 Piekarewicz는 말했다. "그것은 지역 사회에 심리적 충격입니다."
