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看中子是带电的
2022-02-19 | 阅:  转:  |  分享 
  
看中子是带电的高度精确地测量了中子的“皮”的厚度,对认知中子星具有重要意义互联网连线04-28核物理学家在托马斯·杰斐逊加速器实验室
进行的实验中对中子“皮”的厚度进行了高度精确的测量,该研究结果刚刚发表在《物理评论快报》上。结果表明,中子皮厚度为0.28百万分之
纳米,这对认知中子星的结构和大小具有重要意义。认知在宇宙中组成每个原子的心脏——原子核的质子和中子,有助于确定每个原子的身份和特性
。核物理学家正在研究不同的原子核,以更多地了解这些质子和中子在原子核内部的作用。铅半径实验合作,简称为PREx,研究质子和中子如何
在铅原子核中分布的精细细节。随着原子核变得越来越重,它们需要更多的中子而不是质子来保持稳定。具有20个以上质子的所有稳定核的中子要
比质子更多。例如,铅有82个质子和126个中子。测量这些额外的中子如何分布在原子核内是了解重原子如何组合在一起的关键输入。铅原子核
中的质子在一个球体中,研究人员发现中子在它们周围的一个更大的球体中,这称之为“中子皮”。该新颖实验表明,铅原子核在中性的外表之下掩
藏了其积极的“个性”。初步结果与这样的想法是一致的:即中子在重核(例如铅)的核质子周围形成一种“中子皮”。来自30多个机构的100
多名研究人员进行了该实验。PREx实验结果提供了使用电子散射技术对该中子皮肤进行的首次实验观察。根据该结果,研究人员开始着手在PR
Ex-II中对其厚度进行更精确的测量。该测量是在2019年夏季使用美国能源部连续电子束加速器设施进行的。与第一个实验一样,该实验根
据铅中子来测量铅核的平均大小。该实验结果对于理解重核的结构以及描述中子星生命周期的理论方程式非常重要。中子很难测量,因为物理学家用
来测量亚原子粒子的许多灵敏探针都依赖于通过电磁相互作用来测量粒子的电荷,电磁相互作用是自然界中四种相互作用之一。PREx利用不同
的基本力即弱核力来研究中子的分布。质子带有电荷,可以利用电磁力进行映射。中子没有电荷,但是与质子相比,它们具有较大的弱电荷,如果使
用弱相互作用,则可以确定中子的位置。在实验中,精确控制的电子束被撞入低温冷却的铅薄片中。这些电子沿运动方向旋转,就像足球传球上的螺
旋线一样。束中的电子通过电磁或弱相互作用与铅靶的质子或中子相互作用。虽然电磁相互作用是镜像对称的,但弱相互作用不是。这意味着通过电
磁相互作用的电子会与电子的自旋方向无关,而通过弱相互作用进行相互作用的电子在自旋处于一个方向时会比另一个方向优先出现更多。利用散射
中的这种不对称性,研究人员可以确定相互作用的强度,从而认知中子所占据的体积大小,它给出中子与质子的位置。测量需要很高的精度才能成功
进行。在整个实验过程中,电子束自旋每秒从一个方向翻转到相反的方向240次,然后电子通过托马斯·杰斐逊加速器行进将近一英里,然后精确
地放置在目标上。在整个运行过程中,平均而言,物理学家知道左右光束相对于彼此的位置在10个原子的宽度之内。收集并分析了从铅原子核上散
落而保持完整的电子。然后,PREx-II合作将其与2012年以前的结果以及铅核的质子半径(通常称为其装药半径)的精确测量结合在一起
。电荷半径约为5.5飞米。中子的分布略大于5.8飞米,因此中子皮为0.28飞米,即约0.28百万分之纳米。研究人员表示,这个数字比
某些理论所建议的要厚,这对中子星的物理过程及其大小具有影响。这是对中子皮肤的最直接观察。物理学家正在发现一个所谓的刚性状态方程,该
状态方程高于预期压力,因此很难将这些中子压入原子核。因此,所发现了密度原子核内部比预期的要低一点。看了文章中子没有电荷,但是与
质子相比,它们具有较大的弱电荷,这一句话是前后矛盾的,说明中子是带电的,只是带的电荷少了一些,是弱了一些。束中的电子通过电磁或弱相
互作用与铅靶的质子或中子相互作用,按照现在的理论,电子带负电荷,质子带正电荷,相互作用是会相互抵消的,抵消会产生大量能量,产生大量
能量,粒子的运动状态就会变化,那么还能测量吗?因为的所以,电荷没有正负之分,只有高低之分。也没有正负电荷抵消的说法,或者说,正负电
荷抵消的说法是不正确的。中子是带电的,那么夸克和其它的粒子是带正电、带负电都是不正确的,都是带电的,只有多少之分,或者高低之分。那
么的那么各种相互作用都是电磁力的作用,而且电磁力作用的强度是变化的。中子都是带电了,那么其它粒子还有不带电的吗?那么相互作用是不是是电磁力的作用吗?
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