据信，在太空中碰撞的大质量中子星能够产生黄金和铂等贵金属。虽然这些恒星的性质仍然是个谜，但答案可能就在铅原子核的表皮下，铅是地球上常见的物质之一。事实证明，原子核很难揭示支配中子星内部能量的秘密。现在，瑞典魅力科技大学的科学家们开发了一种新的计算机模型，可以提供答案。
在最近发表在《自然物理》科学杂志上的一篇文章中，查尔默斯理工大学的研究人员介绍了在计算重稳定元素铅的原子核方面的突破。
尽管微观原子核和几公里大小的中子星之间存在巨大的尺寸差异，但基本上相同的物理特性决定了它们的特性。共同点是，原子核中的粒子——质子和中子——被牢固地结合在一起。同样的力量阻止了中子星的坍缩。虽然强度是宇宙的基础，但很难将其纳入计算模型。当涉及到铅等重富中子核时，尤其如此。因此，科学家们在挑战计算的过程中，一直在努力解决许多没有答案的问题。
“为了了解在富含中子的材料中如何产生强大的作用力，我们需要在理论和实验之间进行有意义的比较。因此，除了在实验室和望远镜中进行观测外，还需要进行可靠的理论模拟。我们的突破意味着我们能够对最重的稳定元素铅进行此类计算，”文章的主要作者安德烈亚斯·埃克斯特罗姆（Andreas Ekström），查尔默斯科技大学（Chalmers University of Technology）物理学副教授。
查尔默斯科技大学的新计算机模型是与北美和英国的同事共同开发的，它现在为我们指明了前进的方向。它可以准确预测同位素铅208及其所谓的“中子皮”的特性。
正是核子中的126个中子形成了外层，可以说是一层“皮肤”。这种“表皮”的厚度与强力的特性有关。通过预测中子皮的厚度，我们可以增加我们对强大力量如何作用的认识——无论是在核内还是在中子星内。
“我们预测，中子外壳出奇地薄，这可以为中子之间的作用力提供新的见解。我们模型的一个突破性方面是，它不仅提供预测，而且能够评估理论误差范围。”查尔默斯大学物理系教授克里斯蒂安·福森领导了这项研究，他说：“这对科学进步至关重要。”
为了开发新的计算模型，研究人员将理论与实验研究的现有数据相结合。然后，将复杂的计算结果与之前用于模拟冠状病毒可能传播的统计方法相结合。
使用新的铅模型，现在可以评估关于强度的不同假设。这个模型还可以预测其他原子核，从最轻到最重。
这一突破可能导致更精确的模型，如中子星，并增加对其形成过程的理解。
“我们的目标是更多地了解中子星和原子核中强大力量的表现。”克里斯蒂安·福森说：“这使我们的研究更接近于了解金和其他元素是如何在中子星中产生的——最终，它是关于了解宇宙的。”