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达到数十亿摄氏度的恒星环境中,核稳定性的极限会发生变化

科学探索万象经验2023-09-19

今天,我要分享发表在自然通讯的一篇论文,它的题目是在有限温度下扩大核稳定性的极限。

我们都知道原子核是由质子和中子组成的,它们之间有一种非常强的力,叫做核力。核力可以让质子和中子结合在一起,形成不同种类的原子核。但是,并不是任意数量的质子和中子都能结合在一起,有些组合是不稳定的,会发生质子或中子的发射,这就是所谓的核衰变。那么,有没有一种方法,可以告诉我们哪些组合是稳定的,哪些是不稳定的呢?

答案是有的,我们可以用一个图来表示不同种类的原子核,这个图叫做核图表。核图表上的每一个点,代表一个原子核,横坐标是质子数,纵坐标是中子数。在核图表上,有两条线,叫做质子滴线和中子滴线。它们分别表示了一个原子核能够容纳的最大质子数和最大中子数。如果一个原子核超过了滴线,它就会发生质子或中子的发射,也就是说,它不再存在了。所以,滴线就像是核图表的边界,它们告诉我们原子核存在的极限。

那么,滴线是怎么确定的呢?这其实是一个非常复杂的问题,因为它涉及到核力和原子核结构的细节。我们需要用一种理论模型来描述原子核的性质和能量,并且考虑到质子和中子之间的相互作用和配对效应。目前,有很多种理论模型可以用来计算滴线,其中一种叫做相对论密度泛函理论。这种理论可以用一些参数来描述核力,并且可以很好地拟合已知原子核的数据。