Суперкомпьютер Frontier смоделировал магнитные реакции внутри кальция — 48, поставив точку в дебатах физиков.
Физики из Национальной лаборатории Оук-Ридж использовали самый быстрый суперкомпьютер в мире, Frontier, чтобы изучить магнитные свойства атомного ядра кальция — 48. Противоречивые данные измерений на протяжении десятилетий обсуждали ученые. Анализ ставит точку в споре, и поможет понять субатомные взаимодействия, которые происходят внутри сверхновых.
Кальций — 48 известен «двойной магической» структурой ядра. Напомним, физики называют магическими ядра, в которых количество протонов или нейтронов точно соответствует необходимому для заполнения одной из атомных оболочек. У кальция — 48 оба числа магических: 20 протонов и 28 нейтронов. Считается, что такие ядра отличаются большей стабильностью.
Исследования магнитного поля этих атомов ранее дали противоречивые результаты. В 1980-х годах, бомбардируя изотоп пучками протонов и электронов, физики измерили магнитный дипольный переход кальция — 48 в 4 ядерных магнетона в квадрате. А в эксперименте в 2011 году при возбуждении ядра до того же энергетического уровня с помощью гамма-лучей сила перехода оказалась почти в два раза больше.
Используя Frontier, способного выполнять более квинтиллиона операций в секунду, в новом исследовании физики смоделировали магнитные свойства кальция — 48 с беспрецедентной точностью. Результаты согласуются с данными эксперимента 2011 года.
Это открытие имеет значение не только для ядерной физики. Авторы исследования указывают на важность результатов для понимания поведения нейтрино в сверхновых.
Если сила магнитного перехода больше, чем считалось ранее, значит, нейтрино с большей вероятностью будут взаимодействовать с материей внутри сверхновых.
Биджая Ачарья, соавтор исследования.
