科学俄罗斯: 科学俄罗斯:圣大物理学家在理解真空衰变道路上更进一步
2021年6月30日,国际超重元素会议在杜布纳联合核子研究所召开。圣大量子力学教研室弗拉基米尔·沙巴耶夫 教授在会上介绍了多年来大规模研究的成果,经验丰富的科学家和年轻的大学员工(包括本科生和研究生)参与了这项工作。沙巴耶夫教授提出的方法可以评估之前未纳入考量的效应之作用。现在,沙巴耶夫和他的同事们正继续研究量子动力学领域中被视作进程的细枝末节。
量子场论从1930年代开始奠定基础。弗拉基米尔·沙巴耶夫认为,该理论从一开始就预测通过恒定的均匀电场会自发产生正电子对,其强度大于临界值。这一理论在当时无法得到证实。
50年前,在苏联物理学家谢苗·格尔施泰因、雅科夫·泽利多维奇、弗拉基米尔·波波夫 的研究中(以及由瓦尔特·格雷纳领导的德国团队的独立研究中),提出在电荷大于等于173的临界值的裸核场中,真空会变得不稳定。在这种情况下,正电子可以自发产生。结果是中性真空衰变成带电真空和两个正电子。
目前,自然界中还没有带如此强大电荷的原子核。迄今为止发现的最重元素oganesson 的电荷是118。为创造一个超临界场,科学家们开始推动总电荷大于临界值的原子核。尽管如此,通过实验观察这种效应的尝试并没有取得成功。
沃尔特·格雷纳 (Walter Greiner) 领导的德国同行们得出的结论是,只有当碰撞的原子核因核力而粘在一起一段时间时,才能通过实验观察到真空的衰减。“我无法相信原子核在这种碰撞中粘在一起的想法,”弗拉基米尔·沙巴耶夫说。
结果,俄罗斯科学家团队成功证明,在测量两个裸核或裸核与中性原子低能碰撞过程中产生的正电子数量的实验中,可以区分出自发产生正电子的贡献。这个过程清楚地表明了超临界库仑场中的真空衰变过程。在这种情况下,不需要核的粘合。