Neutron membawa bintang itu ke bumi

Kesan seorang seniman menunjukkan dua bola transparan yang merepresentasikan inti sebuah kaleng, bertabrakan dan pecah menjadi pancuran pecahan warna. Di antara pecahan-pecahan ini, yang mewakili proton, neutron, dan kelompoknya, ini mewakili satu peon, dengan dua bola kecil di dalamnya, yang direpresentasikan sebagai bola transparan lainnya. Kredit: Erin O’Donnell / Manfaat untuk Balok Isotop Langka

Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Michigan State University telah membantu menciptakan kondisi kosmik pada akselerator ion berat Riken di Jepang.

Ambil semua air dari Danau Michigan – Bayangkan mengambil lebih dari satu galon persegi air dan mencampurnya ke dalam ember 4 galon yang akan terlihat seperti toko perangkat keras.

Tinjauan singkat dari angka-angka menunjukkan bahwa ini seharusnya tidak mungkin: terlalu banyak barang dan tidak cukup ruang. Kepadatan asing ini, bagaimanapun, adalah ciri khas benda langit yang dikenal sebagai bintang neutron. Bintang-bintang ini terbentang sekitar 15 mil, namun mereka menahan lebih dari matahari kita untuk beberapa fisika ekstrim.

Dipimpin oleh para peneliti di Michigan State University, sebuah kolaborasi internasional kini telah ditiru Bintang neutronSituasi kosmik di bumi untuk penyelidikan lebih lanjut dari sains tertinggi itu. Tim membagikan temuannya di jurnal Surat ulasan fisik 19 April 2021.

Untuk percobaan, tim memilih timah untuk membantu menciptakan sup nuklir padat yang kaya akan neutron, membantu bintang neutron meniru lingkungan lebih dekat. Tim tersebut mempercepat sekitar dua pertiga kecepatan cahaya di RIKEN Nishina Center di Jepang, sebuah sains berbasis akselerator pada kulit berkas sinar yang terbuat dari inti timah. Studi ini didanai oleh US Department of Science’s Office of Energy, atau DOE-SC, dan Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology – Japan, atau MAXT, Japan.

Betty Sang

Betty Sang adalah profesor dan peneliti ilmu nuklir di National Superconducting Cyclotron Laboratory di MSU. Kredit: MSU

Para peneliti mengirim beam laras untuk memecah inti timah bersama dengan target timah tipis atau foil. Inti atom runtuh dan hanya dalam sekejap – sepermilyar dari satu triliun detik – puing-puing tersebut hadir sebagai wilayah yang sangat padat dari blok pembangun nuklir yang disebut proton dan neutron. Meskipun lingkungan ini bersifat sementara, ia bertahan lama untuk membentuk partikel langka yang disebut peons (yang digunakan sebagai “pi-ons” – “pi” berasal dari huruf Yunani).

Dengan menciptakan dan mengidentifikasi para perintis ini, tim ini selanjutnya memberdayakan para ilmuwan untuk menjawab pertanyaan yang lebih panjang tentang ilmu nuklir dan bintang neutron. Misalnya, pekerjaan ini membantu para ilmuwan mengidentifikasi dengan lebih baik tekanan internal yang menyebabkan bintang neutron tenggelam di bawah gravitasinya sendiri dan menjadi lubang hitam.

Betty Sang, profesor ilmu nuklir di NSCL National Superconducting Cyclotron Laboratory di MSU dan peneliti di NSCL, berkata, “Eksperimen yang kami lakukan tidak dapat dilakukan di mana pun selain bintang neutron.”

Sayangnya, para ilmuwan tidak dapat menempatkan simpanan di dalam bintang neutron. Selain suhu dan gaya gravitasi yang menghancurkan dalam sekejap, bintang neutron terdekat berjarak sekitar 400 tahun cahaya.

Tetapi ada tempat lain di alam semesta di mana para ilmuwan dapat mengamati benda-benda yang padat dengan kepadatan yang luar biasa. Di laboratorium kulit-partikel, para ilmuwan dapat menghancurkan inti atom bersama-sama menjadi bahan atom dalam jumlah yang sangat kecil.

Tentu saja ini bukan cakewalk.

William Lynch

William Lynch, Profesor Fisika di Departemen MSU dari Sekolah Tinggi Ilmu Pengetahuan Alam dan Profesor Fisika Atom di Departemen Astronomi. Kredit: MSU

“Eksperimen itu sangat sulit,” kata Sangs. “Itu sebabnya tim sangat tertarik padanya.” Sasang, seorang profesor fisika nuklir di Departemen Fisika dan Astronomi MSU, dan William Lynch memimpin tim Spartan peneliti internasional.

Untuk mewujudkan tujuan bersama mereka dalam survei ini, organisasi mitra telah memainkan kekuatan mereka masing-masing.

Itu sebabnya kami merekrut kolaborator, kata Sang. “Kami memecahkan masalah dengan memperluas grup dan benar-benar mengundang mereka untuk mengetahui apa yang mereka lakukan.”

MSU, rumah bagi program sarjana fisika nuklir terkemuka di Amerika Serikat, memimpin pengembangan detektor piano. Perangkat, yang dikenal sebagai SRIT Time Projection Chamber, dikembangkan bekerja sama dengan A&M University of Texas dan Ricken.

Kulit partikel RIKEN menawarkan inti timah yang kaya energi dan neutron langka yang dibutuhkan untuk menciptakan lingkungan yang mengingatkan pada bintang neutron. Peneliti di Universitas Teknik Darmstadt, Jerman, berkontribusi pada target timah yang harus memenuhi karakteristik pembawa. Mahasiswa, staf, dan fakultas dari organisasi lain di seluruh Asia dan Eropa membantu dalam pembuatan dan analisis data pengujian.

Tes akselerator RIKEN ini membantu mendorong beban tersebut ke ketinggian baru dalam hal kekuatan dan kepadatan, tetapi masih banyak lagi tantangan lainnya.

Ketika fasilitas untuk balok isotop langka atau FRIBs diluncurkan pada 2022, fasilitas itu juga menjanjikan untuk menjadi hub bagi kerja sama internasional di bidang ilmu nuklir. Fasilitas tersebut akan dilengkapi secara unik untuk terus mengeksplorasi bagaimana sistem nuklir berperilaku dalam hal energi dan kepadatan yang ekstrim.

“Saat FRIB online, itu akan memberi kami lebih banyak pilihan balok dan mari kita lakukan lebih banyak pengukuran yang lebih tepat,” kata Sang. “Dan itu akan membantu kita lebih memahami interior bintang neutron dan menemukan hal-hal yang lebih mengganggu, lebih menakjubkan.”

Referensi: “Investigasi energi simetris dengan rasio spektral piano” oleh J. Est et al. (Kolaborasi SπRIT), 19 April 2021, Surat ulasan fisik.
DOI: 10.1103 / FizerVivelet.2626.162701

Pekerjaan ini didukung oleh DOE-SC di bawah Grant No. DOESEC 10004835, DOESEC 10014530, dan DOE-SC 0021235.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.