破译微观世界的重要形状

主要观点总结

本文介绍了测定原子核形状的新方法。通过高能粒子碰撞研究原子核形状，这种方法能够揭示原子核形状的微小细节，提高物理学家对重离子碰撞初始条件的理解，并确定其他原子核的形状。文章还提到了流体动力学模型在计算中的应用和计算挑战。

关键观点总结

关键观点1: 测定原子核形状的新方法

物理学家通过高能粒子碰撞研究原子核形状，这种方法能够揭示原子核形状的微小细节。

关键观点2: 夸克-胶子等离子体（QGP）与核结构的关系

高能的核碰撞会释放夸克和胶子，这些熔融核物质团块的形状和膨胀由碰撞的核的形状决定。通过对夸克-胶子等离子体的研究，可以推断出最初的原子核的形状。

关键观点3: 铀核形状的研究

通过比较铀-铀和金-金碰撞的测量结果，研究人员对铀核形状进行了定量描述，并在三维空间中计算出铀核的三个主轴的相对长度。

关键观点4: 计算挑战和成果

研究人员使用流体动力学模型进行大量计算，通过超过2000万个中央处理器（CPU）小时的计算，产生了超过1000万个碰撞事件，并成功将其拟合到实验数据中。

关键观点5: 新方法的意义

这种新方法是对低能方法测定核结构的一种补充，有助于提高物理学家对重离子碰撞的初始条件的理解，并确定其他原子核的形状。

文章预览

  测定原子核的形状   宇宙中超过99.9%的可见物质，都存在于原子的中心，也就是由质子和中子构成的 原子核 。几十年来，物理学家都在探索一个有趣且深刻的问题，那就是 原子核究竟是什么形状的 ？ 破译原子核的形状之所以重要，是 因为它与 一系列重要的物理学问题相关。例如，哪些原子最有可能在核裂变中分裂，重原子元素在中子星碰撞中是如何形成的，哪些原子核或许能够为发现奇异粒子衰变指明道路等等。 过去，物理学家是通过 涉及能使 低能 离子偏离原子核的实验，来推断原子核的形状 。 但是，这种低能实验方法的 时间尺度相对较长 ，给出的成像就像是长时间曝光的照片。它无法捕捉到原子核内的质子 在非常快的时间尺度下的所有细微变化。而且由于这些方法大多 使用电磁相互作用 ，因此它们无法直接“看到”原子核中不带 ………………………………