I ricercatori della North Carolina State University e della Ruhr-Universität Bochum hanno sviluppato "pinzette" numeriche che possono fissare un nucleo in posizione, consentendo loro di studiare come le interazioni tra protoni e neutroni producono forze tra i nuclei. Hanno scoperto che la forza delle interazioni locali determina se questi nuclei si attraggono o si respingono a vicenda, far luce sui parametri che controllano l'attrazione o la repulsione negli stati quantistici legati.

"In definitiva vogliamo capire come le forze nucleari determinano la struttura nucleare studiando come i nuclei si attraggono o si respingono l'un l'altro, "dice Dean Lee, professore di fisica alla NC State e corrispondente autore di un articolo che descrive il lavoro. "Quindi avevamo bisogno di un modo per mantenere le particelle in posizione e spostarle l'una rispetto all'altra per misurare l'attrazione o la repulsione".

Lee, insieme ai colleghi della Ruhr-Universität Bochum Evgeny Epelbaum e Hermann Krebs e allo studente laureato Alexander Rokash, hanno utilizzato un reticolo numerico con potenziali attraenti per isolare le particelle che volevano studiare. I potenziali attraenti hanno creato un modo per una particella di rimanere "bloccata" in un posto, come un buco nel terreno in cui potrebbe rotolare una biglia. Queste erano le pinzette numeriche.

Il team ha iniziato le simulazioni con due singole particelle tenute in posizioni diverse, poi con coppie di particelle. Hanno esaminato due tipi di interazioni tra i gruppi di particelle:interazioni locali, dove le posizioni delle particelle l'una rispetto all'altra non cambiano; e interazioni non locali, dove le posizioni cambiano.

"Abbiamo scoperto che le interazioni locali hanno avuto un effetto molto maggiore nel determinare se i nuclei si sarebbero uniti, o diventare vincolato, " dice Lee. "In particolare, la forza e la gamma delle interazioni locali determinavano se i nuclei si sarebbero legati o meno l'uno all'altro. Nelle interazioni non locali, d'altra parte, i nuclei a volte si respingevano.

"Siamo interessati a scoprire perché i nuclei si legano insieme per formare nuovi elementi, "Lee continua. "Le pinzette numeriche ci permettono di fare semplici simulazioni usando solo poche particelle, dandoci informazioni sulle interazioni di particelle più elementari e sui modi in cui le interazioni nucleari informano la struttura nucleare".

I risultati appaiono in Lettere di revisione fisica . Rokash è il primo autore dell'articolo.