Ученые получили некоторые новые знания о создании тяжелых элементов. Теперь исследователи используют суперкомпьютеры для создания подробных симуляций процессов рождения элементов внутри звезд.
Альфа-частицы, как еще называют ядра атома гелия, играют решающую роль в образовании более тяжелых элементов. Углерод, например, образуется в результате слияния этих альфа-частиц. Если добавить еще одно ядро гелия, образуется кислород.
В этом последнем исследовании ученые смоделировали создание этих частиц. Это, в частности, требует большой вычислительной мощности. Даже самые быстрые суперкомпьютеры в мире способны смоделировать создание только самых легких элементов. Все протоны и нейтроны, летающие вокруг, из которых создаются атомные ядра, взаимодействуют друг с другом. Кроме того, необходимо учитывать широкий диапазон теоретически возможных квантовых состояний каждой частицы.
В этом последнем исследовании ученые использовали новый вычислительный метод для моделирования гораздо более сложного процесса. Они исследовали рассеяние, или отклонение, двух ядер гелия, что является реакцией, которая охватывает в общей сложности 8 нуклонов, что является общим термином для протонов и нейтронов. Они поместили нуклоны в виртуальную матрицу, состояние которой можно эффективно рассчитать с помощью большого количества параллельных процессоров.
Результаты исследования немного больше раскрывают то, как образуются тяжелые элементы. Кроме того, новый метод, который использовали исследователи, может открыть новые перспективы для расчетов моделирования в физике элементарных частиц.
Результаты опубликованы в журнале Nature.