研究人员描述了氧气的不同形状
Oxygen-16是地球上生命的关键要素之一，由红巨星内的一系列反应产生。现在，一支物理学家团队，包括来自北卡罗来纳州立大学的物理学家，揭示了元素的核形状如何根据其状态而变化，即使其他属性如旋转和平等似乎没有不同。他们的发现可能会阐明氧气如何产生氧气。
碳和氧是在红巨星内部氦燃烧时形成的。碳-12是由三个氦-4原子核以一种非常特殊的方式结合而成(称为三α过程)，氧-16是由一个碳-12和另一个氦-4原子核结合而成。
尽管物理学家知道氧-16是由什么组成的，但他们仍然对这种元素的基态和第一激发态都具有零自旋和正宇称这一事实感到困惑。类似的情况也发生在碳-12中，它的基态和第二个零自旋态被称为霍伊尔态。在室温下，与核能相比，由于温度非常低，只能看到氧-16的基态。但是氧-16的激发态对恒星内部的氦燃烧反应非常重要。
“预计氧气-16将具有零旋转和积极的奇偶阶段，”NC州物理学家Dean Lee，团队成员和一个描述该研究的论文共同作者。“意外的是，第一个兴奋的国家也有这些品质。它让我们奇异地想到了各州之间的真正差异是什么，这需要看氧气-16中八个质子和八个中子的结构。我们已经解决了一个类似的拼图，以获得地态和碳-12的霍伊尔状态。“
李，与同事Evgeny Epelbaum，Hermann Krebs，Timo Laehde和ULF-G。Meissner先前已经开发出一种新方法，用于描述质子和中子可以彼此内部的核如碳-12和霍伊尔状态的所有可能方式结合。它们使用了一种称为“有效领域理论”的方法，这些方法配制在复杂的数晶格上，允许研究人员运行仿真，显示粒子如何相互作用，因此揭示了核的结构。
在这项工作中，同一个团队加上密西西比州物理学家盖桑罗普克，发现他们的格子揭示了虽然氧气-16“看起来”的地面和第一个兴奋的国家在旋转和平等方面相同，但它们实际上是完全不同的结构。在地状态下，质子和中子以四面体构型布置在包含两个质子和两个中子的四个α簇的四面体构型中。对于第一个激发状态，α集群布置在正方形中。
“从碳-12中产生氧气-16的产生仍然非常差，从理论和实验研究中理解，”李说。“这些格子模拟使我们首次看看氧气-6的低能量状态的结构。”
结果在线显示3月12日物理评论信。这项工作由美国能源部资助;国家科学基金会;The Deutsche Forschungsgemeinschaft，Helmholtz-Gemeinschaft Deutschunger Forschungszentren和德国邦德·森林福尔森（Bundesministerium Fuer Bildung）;欧洲联盟HadronPhysics3项目和欧洲研究委员会。
-peack-
编辑的注释:摘要如下
“AB Initio计算频谱和结构16.o“
作者：Dean Lee，北卡罗来纳州立大学;密西西比州州立大学盖姆叻浦;Evgeny Epelbaum和Hermann Krebs，Institut Fuer Theoretische Physik II，Ruhr-UniversitaetBoochum，德国;Timo A. Laehde，Forschungszentrum Juelich，德国;ULF-G。Meissner，Helmholtz-Institut Fuer Strahlen-und Kernphysik和Bethe理论物理中心，德国大学（Heniolyitaet Bonn）
发布：2014年3月12日物理评论信
抽象的：
我们提出了低能量偶数级别的AB Initio格子计算16.o采用手性核有效场理论。我们发现与经验能谱良好的一致性，电磁特性和过渡率。对于地面状态，我们发现核磁排列在α簇的四面体构型中。对于第一个激励的旋转状态，我们发现主要结构是α簇的正方形配置，具有包括第一自旋2状态的旋转激励。
