Onderzoekers van de North Carolina State University en de Ruhr-Universität Bochum hebben een numeriek "pincet" ontwikkeld waarmee een kern op zijn plaats kan worden geprikt. waardoor ze kunnen bestuderen hoe interacties tussen protonen en neutronen krachten tussen kernen produceren. Ze ontdekten dat de kracht van lokale interacties bepaalt of deze kernen elkaar aantrekken of afstoten, licht werpen op de parameters die aantrekking of afstoting regelen in kwantumgebonden toestanden.

"Uiteindelijk willen we begrijpen hoe kernkrachten de nucleaire structuur bepalen door te bestuderen hoe kernen elkaar aantrekken of afstoten, " zegt Dean Lee, hoogleraar natuurkunde aan NC State en corresponderende auteur van een paper waarin het werk wordt beschreven. "Dus we hadden een manier nodig om deeltjes op hun plaats te houden en ze ten opzichte van elkaar te verplaatsen om aantrekking of afstoting te meten."

Lee, samen met Ruhr-Universität Bochum collega's Evgeny Epelbaum en Hermann Krebs en afgestudeerde student Alexander Rokash, gebruikten een numeriek rooster met aantrekkelijke potentialen om de deeltjes die ze wilden bestuderen te isoleren. De aantrekkelijke potentiëlen creëerden een manier voor een deeltje om op één plaats "vast te zitten" - zoals een gat in de grond waar een knikker in zou kunnen rollen. Dit waren de numerieke pincetten.

Het team begon simulaties met twee afzonderlijke deeltjes die in verschillende posities werden gehouden, dan met deeltjesparen. Ze keken naar twee soorten interacties tussen de groepen deeltjes:lokale interacties, waar de posities van de deeltjes ten opzichte van elkaar niet veranderen; en niet-lokale interacties, waar de posities wel veranderen.

"We ontdekten dat de lokale interacties een veel groter effect hadden op het bepalen of kernen aan elkaar zouden blijven plakken, of gebonden raken, " zegt Lee. "Specifiek, de sterkte en het bereik van de lokale interacties bepaalden of de kernen al dan niet aan elkaar zouden binden. In niet-lokale interacties, anderzijds, de kernen stoten elkaar soms af.

"We zijn geïnteresseerd in het ontdekken waarom kernen aan elkaar binden om nieuwe elementen te vormen, Lee vervolgt. "Met een numeriek pincet kunnen we eenvoudige simulaties doen met slechts een paar deeltjes, geeft ons inzicht in de meest elementaire deeltjesinteracties en de manieren waarop nucleaire interacties de nucleaire structuur informeren."

De bevindingen verschijnen in Fysieke beoordelingsbrieven . Rokash is de eerste auteur van het artikel.