Theory of nuclear structure, from models of hadron structure to neutron stars. Nuclear equations of state, theory of nuclear reactions including heavy-ion reactions at low and high energies.
اكتشف الباحثون أنه إذا طُلب أن تنتج تصادمات جسيمات هيجز دائمًا حالات متشابكة قصوى، فإن جهد هيجز يوسع تلقائيًا تناظره الشامل. يؤدي هذا إلى تناظر دقيق U(2)×U(2)، ينكسر تلقائيًا إلى U(1)×U(1)، مولّدًا ستة بوزونات غولدستون عديمة الكتلة. ومن النتائج المدهشة المحاذاة التلقائية لهيجز، المتوافقة مع بيانات م
في فيزياء الجسيمات، توجد ظاهرة غامضة تتطلب عادةً جسيمًا جديدًا. لكن مؤلفي الدراسة اكتشفوا أن هذا الدور يعود إلى الهيدروجين البسيط والهيدروجين المضاد، اللذين يشكلان تركيبة خاصة. هذا الاكتشاف يقرب بين عالم الذرات والقوى الأساسية.
مثل ملعب رياضي يخلو بعد المباراة، تخفت الصبغة الفلورية بسرعة، ثم تتباطأ إلى تقاطر بطيء. التوهج المتبقي ليس منتظماً: فسرعته تعتمد على اللون الذي تراقبه. هذه الغرابة الكمومية تكشف عن طرق خروج مخفية للضوء الهارب.
بعد اندماج النجوم النيوترونية، تبقى كتلة رنانة من مادة فائقة الكثافة. تحليل مدى سرعة خفوت هذا الرنين الجاذبي بالنسبة لفقدان الدوران يسمح لأول مرة بقياس مرونة المادة في الأعماق، حيث تبلغ الكثافة 5-6 أضعاف الكثافة النووية. المفارقة أنها قد تكون فائقة الميوعة وأكثر صلابة بمليارات المرات من أي مادة على
ArgoLOOM هو برنامج قائم على الذكاء الاصطناعي يبني جسرًا بين حسابات علم الكون وفيزياء الجسيمات والعلوم النووية. إنه يوحد أساليب حاسوبية مختلفة في منصة واحدة، مما يسمح للعلماء برسم صورة موحدة للقوى الأساسية. أظهرت الاختبارات الأولى أن هذا الجسر يعد بالكشف عن لغز المادة المظلمة.
تم اكتشاف عزم ثنائي القطب الكهربائي في نواة التنتالوم - وكأن مركز ثقل قمة دوارة قد تحرك فجأة. هذا الاختلال، المُقاس بدقة قياسية، يلقي الضوء على لغز اختفاء المادة المضادة ويساعد في البحث عن المادة المظلمة.
في الساعات النووية المعتمدة على الثوريوم-229، تدوم كل «تكة» 641 ثانية — أشبه ببندول في شراب كثيف. التحدي الأكبر هو إزالة التداخلات الناتجة عن البلورة. إذا نجح ذلك، ستتفوق هذه الساعات على كل ما صُنع سابقاً، وستفتح الباب أمام اختبار النظريات الأساسية.
عاد الفيزيائيون إلى فكرة الإشعاع الفائق للنيوترينوات — نظير لليزر، حيث تنطلق الجسيمات غير المرئية ليس بشكل عشوائي، بل في تيار متناسق. لطالما ساد الاعتقاد بأن التشويش الذري يمنع حدوث ذلك. يشير عمل جديد إلى كيفية ضبط السحابة الذرية الباردة ليظهر التأثير الجماعي.
تغيّر النيوترينوات الشمسية نوعها في طريقها إلى الأرض — هذا ما تنبأت به النظرية، لكن الرصد المباشر لهذا التحوّل ظل بعيد المنال بسبب ضوضاء الخلفية. ستتيح طريقة ترشيح جديدة في كاشف JUNO رؤية هذه العملية لأول مرة، مما يعزز الصورة الحديثة لعالم الجسيمات.
قام العلماء بتحسين نموذج اندماج النجوم النيوترونية بإدراج التسخين. مما قلل الخطأ بعشر مرات وأظهر أن تردد الانفجار الرئيسي يتغير بمقدار 150 هرتز حسب تركيب النجم. سيساعد هذا الاكتشاف أجهزة الكشف من الجيل الجديد على دراسة المادة فائقة الكثافة.
في النجم النيوتروني، تنضغط المادة إلى أقصى حد. لكن لهذا الحد حد أيضًا: حسب الفيزيائيون أن نسبة الضغط إلى كثافة الطاقة لا تتجاوز أبدًا 0.385. يعمل هذا القانون لأي مادة فائقة الكثافة في الكون.
النجوم النيوترونية هي أكثر الأجسام كثافة في الكون. ظل تركيبها الداخلي لغزاً طويلاً. يتيح النهج الجديد تحديد ما بداخلها بدقة من خلال الكتلة ونصف القطر، دون اللجوء إلى افتراضات.
أظهر العلماء أن الثقوب السوداء بحجم الذرة قد تكون هي المادة المظلمة. بفعل جاذبيتها، تمزق ذرات الهيدروجين، تاركةً ومضات. يمكن العثور على هذه الآثار في الإشعاع الراديوي القديم والشذوذ الكيميائي – وبذلك نكتشف الكتلة غير المرئية.
النجوم النيوترونية من أكثر الأجسام كثافة، لكن حجمها الدقيق ظل لغزاً طويلاً. الآن وجد الفيزيائيون علاقة شاملة: كلما كان تشويه نواة الرصاص في المختبر أسهل، كانت المادة في النجم النيوتروني أكثر ليونة وقل نصف قطره. باستخدام بيانات المختبر، حسب العلماء أن نجماً كتلته 1.4 كتلة شمسية يبلغ نصف قطره حوالي 12
كانت معادلة الانتشار تُعتبر مخالفة لنظرية النسبية بسبب الانتشار اللحظي للإشارات. اتضح أن هذا مجرد أثر جانبي لتقريب خشن. على المستوى المجهري، كل شيء سليم، وتختفي المفارقات عند استخدام «التركيز» الصحيح: ينبغي تتبع الجسيمات نفسها بدلاً من الصورة الضبابية.
عندما برد النجم النيوتروني MAXI J1752–457 في 4 أيام بدلاً من أسابيع، اشتبه العلماء في تدخل تيار هوائي. تبين أنه 'عملية أوركا' النووية: في محيط من النوى الذرية، تتولد نيوترينوات تطير فوراً حاملة الحرارة معها.
بعد نمذجة قشرة نجم نيوتروني، وجد العلماء أن نوى الذرات في العمق تتمدد إلى خيوط وصفائح تشبه المعكرونة. هذه الطبقات لا تشكل سوى 14% من السماكة، لكنها تزن نصف القشرة تقريبًا. وتمت مقارنة ارتجاف النجم الناتج عن هذه المعكرونة بالتلمع الحقيقي للنجوم النابضة - مما أتاح لأول مرة إلقاء نظرة على عالم القوى ال
وجد العلماء طريقة لخفض الحاجز الكهربائي الذي يمنع البروتون والبورون من الاندماج. الميون الذي 'يلتصق' مؤقتًا بالبروتون يحجب شحنته، وترتفع احتمالية التفاعل آلاف المرات. وهذا يفتح الطريق أمام طاقة اندماجية شبه خالية من النفايات.
كما ينتزع مجال كهربائي قوي أزواج الإلكترون-بوزيترون من الفراغ، فإن 'عتبات' الكثافة الحادة في باطن النجوم النيوترونية تُنتج النيوترينوهات ومضادات النيوترينوهات. وباكتشاف هذه الجسيمات المرسالة، سيتمكن العلماء من استكشاف المادة فائقة الكثافة التي تعجز كل التلسكوبات عن رؤيتها.
تحوّل تصادمات الثقوب السوداء الهمس الكمومي للزمكان إلى هدير تلتقطه كواشف LIGO. وقد بيّن التحليل أن الإشعاع متعدد الجسيمات للغرافيتونات ينتظم في حالة متماسكة مضغوطة معمّمة، تضخم التقلبات أسياً. وبفضل النسخة المزدوجة بين الكروموديناميك الكمومي والجاذبية، يصل معامل الانضغاط إلى حوالي 42، ناقلاً الضوضاء
تكشف عملية ولادة أزواج شوينجر في الحقول المعيارية عمقًا غير متوقع للفراغ: فبدلاً من التشابك البسيط، ينشأ سحر غير محلي - ترابطات لا يمكن وصفها بدون حاسوب كمي كامل. تربط الثنائية الهولوغرافية هذا السحر بهندسة الأوتار والثقوب السوداء، محوّلة النظرية المجردة إلى تنبؤات قابلة للاختبار في المعالجات الكموم
مجموعة بايزية من معادلات الحالة، مبنية على عمليات جاوسية، تعيد بناء الديناميكا الحرارية للمادة فائقة الكثافة الباردة دون تخصيصات معلمية مسبقة. القيود المستمدة من أرصاد نايسر للأشعة السينية وإشارة الموجات الثقالية GW170817 تدفع سرعة الصوت للارتفاع أولاً إلى 0.68 من سرعة الضوء، ثم للانخفاض إلى الحد ال
يدرس العلماء التحفيز الميوني: استبدال الإلكترونات الخفيفة بميونات يضغط الذرات لدرجة أن أنوية الهيدروجين تندمج في درجة حرارة الغرفة. المشكلة الرئيسية هي أن الميونات غالبًا ما تلتصق بالهيليوم الناتج. أفكار جديدة، مثل مجال كهربائي إضافي، يمكن أن تزيد عدد التفاعلات إلى 500، مما يفتح الطريق لمفاعلات هجين
من خلال تصادم نوى الزينون والرصاص في مصادم الهادرونات الكبير، أعاد الفيزيائيون بناء الشكل الحقيقي لنواة الزينون-129 من تطاير الشظايا، كما لو كانت رذاذًا ناتجًا عن ارتطام. وتبين أنها جسم متكتل، ممدود في ثلاثة اتجاهات في آن واحد - تقريبًا مثل حبة بطاطس عادية. تحول هذه الطريقة المصادم إلى ما يشبه مجهرً
تتصرف الإلكترونات والميونات كمغناطيسات صغيرة. تختلف خصائصها المغناطيسية قليلاً عن توقعات النظرية البسيطة. ابتكر العلماء طريقة لدمج هذين العددين في عدد جديد، تتلاشى فيه العديد من التشويشات المعقدة. لا يتبقى سوى إسهام القوى أو الجسيمات المجهولة. وهذا يفتح طريقاً أنقى للبحث عن الفيزياء الجديدة.
النوى الذرية قادرة على أداء شقلبة مزدوجة: إطلاق جسيم ألفا وإلكترون في خطوة واحدة. تربط هذه العملية تفاعلين أساسيين لتشكل كاشفًا جديدًا لاختبار النموذج القياسي. وقد وجد الفيزيائيون بالفعل ستة أمثلة على هذا الاضمحلال، مختبئة لعقود في البيانات التجريبية.
كان يُعتقد سابقاً أن نواة الكربون كرة متجانسة. لكن مراجعة التجارب القديمة أظهرت بداخلها ثلاث كتل هيليوم واضحة. وبدون هذا النموذج العنقودي كانت البيانات غير متطابقة. يغير هذا الاكتشاف صورة نشأة الكربون في النجوم وأهميته للحياة.
حوّل العلماء ذرة الثوريوم إلى بطارية كمية: يتبادل الغلاف الإلكتروني والنواة الطاقة، مثل بندولين على خيط مشترك. يشحن الليزر الغلاف، وتذهب الطاقة إلى النواة تلقائيًا. لا أسلاك — فقط ضوء وذرة.