Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord et de la Ruhr-Universität Bochum ont mis au point des « pinces à épiler » numériques qui peuvent épingler un noyau en place, leur permettant d'étudier comment les interactions entre les protons et les neutrons produisent des forces entre les noyaux. Ils ont découvert que la force des interactions locales détermine si oui ou non ces noyaux s'attirent ou se repoussent, éclairer les paramètres qui contrôlent l'attraction ou la répulsion dans les états liés quantiques.

"En fin de compte, nous voulons comprendre comment les forces nucléaires déterminent la structure nucléaire en étudiant comment les noyaux s'attirent ou se repoussent, " dit Dean Lee, professeur de physique à NC State et auteur correspondant d'un article décrivant le travail. "Nous avions donc besoin d'un moyen de maintenir les particules en place et de les déplacer les unes par rapport aux autres afin de mesurer l'attraction ou la répulsion."

Lee, avec les collègues de la Ruhr-Universität Bochum Evgeny Epelbaum et Hermann Krebs et l'étudiant diplômé Alexander Rokash, ont utilisé un réseau numérique avec des potentiels attractifs afin d'isoler les particules qu'ils voulaient étudier. Les potentiels attractifs ont créé un moyen pour une particule de rester "coincée" à un endroit - comme un trou dans le sol dans lequel une bille pourrait rouler. C'étaient les pincettes numériques.

L'équipe a commencé des simulations avec deux particules simples tenues dans des positions différentes, puis avec des paires de particules. Ils ont étudié deux types d'interactions entre les groupes de particules :les interactions locales, où les positions des particules les unes par rapport aux autres ne changent pas ; et interactions non locales, où les positions changent.

"Nous avons découvert que les interactions locales avaient un effet beaucoup plus important sur la détermination de la cohésion des noyaux, ou devenir lié, " dit Lee. " Plus précisément, la force et la portée des interactions locales déterminaient si les noyaux se liaient ou non les uns aux autres. Dans les interactions non locales, d'autre part, les noyaux se repoussaient parfois.

"Nous sommes intéressés à découvrir pourquoi les noyaux se lient pour former de nouveaux éléments, " poursuit Lee. " Les pincettes numériques nous permettent de faire des simulations simples en utilisant seulement quelques particules, nous donnant un aperçu des interactions les plus élémentaires des particules et de la manière dont les interactions nucléaires informent la structure nucléaire. »

Les résultats apparaissent dans Lettres d'examen physique . Rokash est le premier auteur de l'article.