作者安妮·斯塔克，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 新的LLNL预测与中子星如何成长以及在中子星合并中可能合成什么元素密切相关
信用:NASA
在原子核中，质子和中子在狭小的空间里共享能量和动量
但是它们究竟如何分享使它们束缚在原子核内的能量——甚至它们在原子核内的位置——仍然是核物理学家的关键难题
劳伦斯利弗莫尔国家实验室和圣路易斯华盛顿大学的研究人员进行了一项新的研究
路易斯通过利用来自核散射实验的数据，对核子(中子和质子)如何在原子核中排列做出严格的限制，来解决这些问题
这项研究发表在《物理评论C》和《物理评论快报》的两篇相应论文中
他们的分析表明，对于几个基石原子核来说，一小部分质子和中子占据了使它们束缚在原子核中的全部能量的最大份额，比标准理论处理结果高出大约50%
此外，这项研究对几个富中子核的“中子皮”(额外中子堆积的区域)做出了新的预测
反过来，这些预测又与中子星的大小以及中子星合并过程中可能合成的元素密切相关
“我们的结果从数量上表明了不对称、电荷和壳层效应是如何促成中子皮产生的，以及如何将总结合能的不成比例的份额推向最深的核子，”科尔·普鲁伊特说，他是LLNL博士后，也是两篇论文的主要作者
理解核不对称能量如何随密度变化是中子状态方程的重要输入，它决定了中子星的结构
但是直接测量中子皮并不容易
2010年的铅半径实验，或称PREX实验，为铅-208提供了第一个与模型无关的中子皮肤测量，但是测量被巨大的不确定性淹没了
一个更精确的后续实验“PREX二号”于2019年进行，预计将很快公布结果
普鲁特说:“一个全面的模型不仅应该再现积分量(如电荷半径或总结合能)，还应该说明核子如何分享动量和能量，同时对其预测的模型不确定性保持现实。”
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