Uma equipe de físicos nucleares da Universidade de Ohio propôs um novo modelo teórico para calcular as propriedades de emparelhamento de núcleos atômicos, incluindo aqueles encontrados em ambientes astrofísicos extremos. Como em alguns sólidos em que dois elétrons interagindo se emparelham para agir como um objeto que leva à supercondutividade, nêutrons em interação (ou prótons) em pares de núcleos para causar supersfluidez (ou supercondutividade) nos núcleos.

O novo modelo facilita cálculos rápidos e eficientes a serem realizados ao examinar as características de núcleos exóticos altamente ricos em nêutrons ou prótons encontrados em explosões de supernova e quando estrelas colidem, como nas fusões de estrelas de nêutrons.

O estudante de doutorado em física de Ohio, Md. Abdullah Al Mamun, pesquisador de pós-doutorado Dr. Constantinos Constantinou, e o Dr. Madappa Prakash publicou sua pesquisa, "Propriedades de emparelhamento de distribuições aleatórias de níveis de energia de partícula única", no Revisão Física C , um jornal da American Physical Society.

O novo "modelo de espaçamento aleatório" emprega níveis de energia que nêutrons e prótons podem ocupar em um núcleo individual aleatoriamente em torno das energias apropriadas. Médias sobre milhares de configurações aleatórias facilmente geradas permitem que limites baseados em estatísticas sejam colocados nas propriedades térmicas, como entropia, calor específico, etc, de núcleos. Com base em métodos apropriados para sistemas de grande número, pesquisadores previram uma transição de fase acentuada nos núcleos, o que não foi observado experimentalmente.

Em vez disso, o que foi observado é uma forma de S suave no calor específico. Os núcleos e as nanopartículas herdam grandes flutuações nas propriedades de emparelhamento devido aos seus pequenos tamanhos. O modelo de espaçamento aleatório com a inclusão de flutuações reproduz a forma S observada, o que é encorajador.

As previsões do modelo de espaçamento aleatório permitem a exploração do fenômeno de emparelhamento em locais astrofísicos que abrigam núcleos exóticos, pavimentando o caminho para determinar como os elementos mais pesados ​​que o ferro foram sintetizados em nosso universo, um problema antigo que aguarda resolução.