Un equipo de físicos nucleares de la Universidad de Ohio ha propuesto un nuevo modelo teórico para calcular las propiedades de emparejamiento de los núcleos atómicos, incluidos los que se encuentran en entornos astrofísicos extremos. Como en algunos sólidos en los que dos electrones que interactúan se emparejan para actuar como un objeto que conduce a la superconductividad, los neutrones (o protones) que interactúan en los núcleos se emparejan para causar superfluidez (o superconductividad) en los núcleos.

El nuevo modelo permite realizar cálculos rápidos y eficientes al examinar las características de núcleos exóticos muy ricos en neutrones o protones que se encuentran en las explosiones de supernovas y cuando las estrellas chocan. como en las fusiones de estrellas de neutrones.

Estudiante de doctorado en física de Ohio Md. Abdullah Al Mamun, investigador postdoctoral Dr. Constantinos Constantinou, y el Dr. Madappa Prakash publicaron su investigación, "Propiedades de emparejamiento de distribuciones aleatorias de niveles de energía de una sola partícula", en Revisión física C , una revista de la Sociedad Estadounidense de Física.

El nuevo "Modelo de espaciado aleatorio" emplea niveles de energía que los neutrones y protones pueden ocupar en un núcleo individual al azar alrededor de las energías apropiadas. Los promedios de miles de configuraciones aleatorias generadas fácilmente permiten establecer límites basados ​​en estadísticas en las propiedades térmicas como la entropía, calor específico, etc., de núcleos. Basado en métodos apropiados para sistemas de gran número, Los investigadores habían predicho una transición de fase brusca en los núcleos, que no se ha observado experimentalmente.

Lo que se ha observado en cambio es una forma de S suave en el calor específico. Los núcleos y nanopartículas heredan grandes fluctuaciones en las propiedades de apareamiento debido a sus pequeños tamaños. El modelo de espaciado aleatorio con la inclusión de fluctuaciones reproduce la forma de S observada, que es alentador.

Las predicciones del modelo de espaciado aleatorio permiten la exploración del fenómeno de emparejamiento en sitios astrofísicos que albergan núcleos exóticos, allanando el camino para precisar cómo se sintetizaron elementos más pesados ​​que el hierro en nuestro universo, un problema de larga data que espera ser resuelto.