in kernen, alle fundamentele natuurkrachten zijn in het spel. Het dichte gebied in het centrum van een atoom - waar de protonen en neutronen worden gevonden - is een plek waar wetenschappers hun begrip van de fundamentele interacties van de kleinste bouwstenen van materie in het universum kunnen testen.

Saori Pastoor, assistent-professor natuurkunde in Arts &Sciences aan de Washington University in St. Louis, helpt verklaren wat er in kernen gebeurt als ze vervallen, verstrooien of in contact komen met subatomaire deeltjes.

Haar recente publicatie, "Zwakke overgangen in lichte kernen, " in november Grenzen in de natuurkunde , draagt ​​bij aan een steeds nauwkeuriger, beschrijvende berekeningen van nucleaire structuur en reacties.

Pastore's onderzoek naar nucleaire theorie vormt een directe aanvulling op experimenteel werk in het nationale kern- en deeltjesfysica-programma, zoals het werk dat zal worden uitgevoerd bij de Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), een gebruikersfaciliteit van $ 760 miljoen die het Department of Energy (DOE) aan het bouwen is aan de Michigan State University (MSU). Natuurkundigen van de Washington University werken al tientallen jaren samen met onderzoekers van MSU, een centrum voor nucleaire wetenschap in het Midwesten.

Pastore is de hoofdonderzoeker van een nieuwe subsidie ​​van het DOE Office of Science, "Quantum Monte Carlo-berekeningen van lepton-nucleus-interacties."

"Hier aan de Washington University, we voeren microscopische berekeningen uit van nucleaire structuur en reacties met behulp van theoretische en computationele methoden, Pastore zei. "Dit stelt ons in staat om de complexiteit van nucleonische correlaties en dynamiek volledig te behouden, die cruciaal zijn om nucleaire eigenschappen te verklaren.

"We voorzien de gemeenschap van een nauwkeurige schatting van nucleaire effecten, " ze zei.

Met haar nieuwe DOE-beurs, Pastore pakt de berekening van bètavervalsnelheden in lichte kernen aan. Een recente Physical Review C publicatie, geschreven met eerste auteur Garrett King, een afgestudeerde student natuurkunde aan de Washington University, legt de aanpak uit.

"Bij bètaverval, een neutron in de kern vervalt in een proton met de emissie van een elektron en een antineutrino, " Zei Pastore. "Deze tarieven zijn experimenteel met grote nauwkeurigheid bekend. We gebruiken ze om de validiteit van ons microscopisch model te testen.

"We zullen de subsidie ​​gebruiken om dit programma voor het berekenen van interacties van neutrino's met kernen voort te zetten - in het bijzonder, processen waarvoor experimentele gegevens schaars of moeilijk te verkrijgen of onbekend zijn, " ze zei.

Pastore werkt nauw samen met medewerker Maria Piarulli, assistent-professor natuurkunde, en leden van de Quantum Monte Carlo Group van de universiteit om het werk van de universiteit met onderzoekers die de nieuwe FRIB gebruiken vooruit te helpen. Ze maakt ook deel uit van het McDonnell Center for the Space Sciences' Particle and Nuclear Physics, Onderzoeksgroep Kosmologie en Gravitatie.

Een inwoner van Salento, Italië, Pastore reisde vroeger veel voor congressen en samenwerkingen. Nutsvoorzieningen, vanwege de COVID-19-pandemie, veel van dat werk wordt online gedaan.

"Het is gemakkelijker voor theoretici om alles online te verplaatsen, "Zei Pastore. "Het is soms een beetje vermoeiend, maar niets onoverkomelijks. Ik heb het geluk dat ik kan blijven werken en mijn medewerkers virtueel kan zien.

"Ik denk dat wat er echt ontbreekt, een soort quality time is met de medewerkers, daarmee bedoel ik informele instellingen om te kletsen en een kopje koffie te drinken, "zei ze. "Dat is, Denk ik, wat we allemaal missen in het algemeen."