Разработан новый метод расчета тяжелых ядер

Ученые из Мичиганского государственного и Центрального Мичиганского университетов применили теорию связанных кластеров для математического описания тяжелых ядер. С ее помощью ученым удалось уменьшить число неизвестных параметров и сократить время расчетов в несколько раз.

Описание каждой частицы, которая может иметь несколько квантовых состояний, для получения математической модели ядра – очень сложная задача. Так, например, для описания ядра никеля-56 с помощью этого метода понадобится решить уравнение с 1 млрд. неизвестных.

C похожими трудностями сталкиваются и химики при изучении молекул, имеющих несколько десятков взаимодействующих электронов. В химии для расчета сложных молекул была разработана теория связанных кластеров, учитывающая корреляцию между электронами, которые могут образовывать прочно связанные электронные пары.

Используя модель связанных кластеров, группа ученых под руководством проф. Петра Пьекуча (Piotr Piecuch) рассчитала ядро никеля-56 и сравнила полученные энергетический спектр и волновую функцию с результатами расчетов, выполненных традиционным способом. Оказалось, что новый метод дает почти идентичные результаты, при этом время, необходимое для выполнения вычислений, составляет несколько минут или даже секунд, сообщает EurekAlert.

Хотя теория связанных кластеров была разработана для химии, она также дает хорошие результаты и в ядерной физике, несмотря на различия в силах и физических размерах, отмечают исследователи. По мнению ученых, эта теория может найти широкую область применений.