Aplicaciones de la física nuclear para la preservación del patrimonio cultural.

Nuclear physics for cultural heritage: - Búsqueda de Google

Nuclear physics for cultural heritage: A topical review by the Nuclear Physics Division of the European Physical Society. Edited by Anna Macková, Douglas MacGregor, Faiçal Azaiez, Johan Nyberg, and Eli Piasetzky. Introduction by Walter Kutschera. EDP Open Books, 2016. DOI: 10.1071/978-2-7598-2091-7. ISBN: 978-2-7598-2091-7

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Las aplicaciones de la física nuclear en la medicina y la energía están muy difundidas y son ampliamente conocidas. Menos conocidas son las numerosas e importantes técnicas nucleares y relacionadas que se utilizan para el estudio, la caracterización, la evaluación y la preservación del patrimonio cultural. En los últimos años se han realizado enormes progresos en este campo y el presente libro tiene por objeto proporcionar al público una visión accesible de esta labor.

Este libro nos muestra los importantes descubrimientos y ejemplos de arqueología, prehistoria, historia, geografía, cultura, religión y restauración, que subrayan la amplitud e importancia de este campo. El gran número de grupos y laboratorios que trabajan en el estudio y la preservación del patrimonio cultural en toda Europa indica el enorme esfuerzo y la importancia que la sociedad atribuye a esta actividad.

La División de Física Nuclear de la EPS representa a científicos de todas las ramas de la física nuclear en toda Europa. Uno de sus objetivos es la difusión de conocimientos sobre la física nuclear y sus aplicaciones. Esta revisión está dirigida por la miembro de la junta de la División Anna Macková, Jefa del Laboratorio de Tandetrón del Instituto de Física Nuclear de la Academia Checa de Ciencias, y el comité de revisión incluye otros cuatro miembros de la junta de física nuclear interesados en esta área: Faiçal Azaiez, Johan Nyberg, Eli Piasetzky y Douglas MacGregor. Para crear un relato verdaderamente fidedigno, los editores científicos han invitado a contribuir a los principales expertos de toda Europa, y esta publicación es el resultado combinado de su trabajo.

Cuestionando la existencia del dibarión superpesado. ¿Tendría el dibarión pesado plomo en el ala?

Físicos de la Universidad de Salamanca resuelven el problema de seis cuerpos cuestionando la existencia del dibarión superpesado.

Físicos de la Universidad de Salamanca resuelven el problema de seis cuerpos cuestionando la existencia del dibarión superpesado | Sala de Prensa

El estudio aborda aspectos básicos de la interacción fuerte, uno de los problemas más complejos, largamente estudiados y todavía no resueltos de la Física Nuclear y de Partículas. 

Jean-Marc Richard, Alfredo Valcarce, and Javier Vijande. Very Heavy Flavored Dibaryons. EN Phys. Rev. Lett. 124, 212001 – Published 27 May 2020

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Alfredo Valcarce, catedrático de Física Nuclear y de Partículas de la Universidad de Salamanca, en colaboración con sus colegas investigadores Jean-Marc Richard, reconocido científico y profesor emérito de la Universidad de Lyon, y Javier Vijande, catedrático de la Universidad de Valencia y antiguo alumno de la USAL, acaba de publicar nuevos avances sobre uno de los aspectos más interesantes de la Física en la actualidad que aborda la posible existencia de materia hadrónica estable formada por quarks muy pesados.

Physical Review Letters, una de las revistas más prestigiosas del campo de la Física de Partículas, recoge la investigación conjunta en la que los físicos de las universidades españolas y francesa contribuyen a esclarecer aspectos básicos de la interacción fuerte, uno de los problemas más complejos, largamente estudiados y todavía no resueltos de la Física Nuclear y de Partículas.

En el trabajo, los científicos han resuelto el problema de seis cuerpos con interacciones realistas que permiten describir los estados más ligeros como el protón y el neutrón. Se trata de “técnicas numéricas muy complejas con una gran dificultad teórica añadida” consecuencia de problemas de teoría de grupos e identidad de partículas, cuyo desarrollo “ha sido el fruto de un trabajo conjunto durante muchos años y que es accesible a muy pocos grupos de investigación en el mundo”, explica Alfredo Valcarce a Comunicación USAL.

La investigación, con soluciones exactas del problema de seis cuerpos en el límite de quarks pesados, es “un paso importante para acotar las soluciones de la teoría en el sector de quarks ligeros y, por tanto, avanzar en uno de los desafíos más importantes de la Física Nuclear y de Partículas en el siglo XXI, mejorar nuestro conocimiento de la interacción fuerte”, subraya el catedrático de la USAL.

En este sentido, y en palabras del científico, “no se debe olvidar, que más allá del puro conocimiento teórico, estamos hablando de progresar en el conocimiento de la teoría básica, fundamental en procesos tan relevantes como la obtención de energía a través de fisión o fusión”, o incluso el desarrollo de “tratamientos médicos avanzados en la lucha contra otra de las grandes pandemias de la humanidad, el cáncer”.

Protones, neutrones y quarks

Los constituyentes de los núcleos, protones y neutrones, están formados por entidades fundamentales que reciben el nombre de quarks. Los quarks solo aparecen en la naturaleza en agregados de tres partículas (barión) o partícula-antipartícula (mesón). Sin embargo, la teoría básica de la interacción fuerte, la Cromodinámica Cuántica (QCD), permite la existencia de agregados con un mayor número de quarks siempre que sean un múltiplo entero o combinación de las estructuras anteriores.

Así, podrían existir, por ejemplo, agregados de seis quarks, dibariones, de dos quarks y dos antiquarks, tetraquarks, o de cuatro quarks y un antiquark, pentaquarks. Estas estructuras reciben de forma genérica el nombre de multiquarks y su posible estabilidad -en lenguaje técnico se habla de que puedan estar ligados- se ha debatido durante décadas en la comunidad de la interacción fuerte.

(20) Universidad de Salamanca en Twitter: "Físicos de la Universidad de Salamanca resuelven el problema de seis cuerpos cuestionando la existencia del dibarión superpesado. 👉https://t.co/Lrc7orGJlo https://t.co/VcobFEia41" / Twitter

En la naturaleza hay seis tipos distintos de quarks. El mundo que observamos está formado únicamente por los quarks más ligeros, que conocemos como up (u) y down (d). Los otros tipos, con nombres tan curiosos como strange (s), charm (c), bottom (b) y top (t), son más pesados y se transforman de forma espontánea en los más ligeros. En la actualidad estos quarks más pesados se pueden producir de forma sencilla a través de colisiones de partículas en grandes aceleradores, como es el LHC en Europa, Belle en Japón o RHIC en USA, entre otros.

Origen del trabajo

Recientemente el LHC confirmó la existencia de bariones con dos quarks pesados, charm, y uno ligero, up. El resultado se publicó en Physical Review Letters, con una referencia explícita a los trabajos teóricos del grupo de Valcarce, Richard y Vijande, 10.1140/epja/i2008-10616-4, en los que se había calculado la masa de dicho estado, entre otros bariones pesados. La existencia de agregados con quarks pesados y una vida media larga ha llevado a un intenso trabajo teórico en el estudio de otros agregados conteniendo dichos quarks pesados y, además, dio origen a la pregunta que se contesta en el trabajo conjunto recién publicado: ¿Forman un estado ligado un sistema de tres quarks charm y tres quarks bottom, el llamado dibarión superpesado bbbccc, o se fragmenta de forma espontánea en un barión con tres quarks charm y otro barión con tres quarks bottom?

La teoría básica de la interacción fuerte, la Cromodinámica Cuántica, es muy difícil de resolver, de hecho, a día de hoy no hay soluciones exactas salvo en determinados límites. La solución se hace más accesible en el límite en el que los quarks tienen masas muy grandes, como sería el caso del dibarión superpesado. Un trabajo reciente basado en soluciones discretas de la QCD, 10.1103/Physrevlett.123.162003, ha sugerido que el dibarión superpesado bbbccc está ligado.

En el estudio en colaboración entre la Universidad de Lyon (Francia) y las universidades de Salamanca y Valencia se ha resuelto el problema de seis cuerpos con interacciones realistas que permiten describir los estados más ligeros como el protón y el neutrón. El resultado lleva a los científicos Richard, Valcarce y Vijande a la conclusión contraria a los cálculos discretos de QCD, la inestabilidad del dibarión superpesado. Cuando todos los constituyentes son muy pesados, no se gana energía por fusionar dos bariones en un dibarión.

Una de las consecuencias generales que se extrae del trabajo es “la dificultad de formar estructuras multiquark estables incluso cuando contienen quarks pesados. Muchas de las aproximaciones actuales a la QCD predicen todo un zoo de multiquarks estables que las soluciones rigurosas de la teoría no sostienen”, apunta Valcarce. De hecho, los trabajos más serios concluyen la dificultad de la estabilidad de estos estados exóticos, que solo existirían “en configuraciones muy específicas, con una mezcla muy particular de quarks pesados y quarks ligeros, como hemos publicado recientemente en otros trabajos teóricos, 10.1103/PhysRevC.97.035211”, concluye el físico de la Universidad de Salamanca.

Los resultados de este trabajo han sido resaltados en la web del Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon,


Fuente: Sala de prensa USAL

Fenómenos de polarización en un sistema de espín general.

Resultado de imagen de Polarization Phenomena in Physics

Makoto Tanifuji. Polarization Phenomena in Physics : Applications to Nuclear Reactions. (2018). ISBN: 9789813230897
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This book allows the reader to understand the fundamentals of polarization phenomena in a general spin system, showing the polarizations to be indispensable information source of spin-dependent interactions. Particularly, the book describes polarization phenomena in nuclear scattering and reactions in detail, and explains how they provide information concerning spin-dependent interactions between the related particles. The concepts of polarization observables are explained, explicitly in the scattering of protons, deuterons and 7Li nuclei. In looking at deuteron and 7Li scattering, interactions induced by the virtual excitation of projectiles are examined in detail. Resonance reactions are investigated, focusing attention on the polarization of observables, which suggests that polarization phenomena can be used to determine the spin parity of the resonance. It is noted that in few-nucleon systems, the discrepancy between the values of polarization observables based on theoretical models and the corresponding values obtained through experimental data, is an important problem to be solved in the future. Solving this problem should provide new knowledge concerning the nuclear forces between nucleons.

Quarks, Núcleos y Estrellas. 

Quarks, Nuclei and Stars

J W Holt, … (eds.) Quarks, Nuclei and Stars. Memorial Volume Dedicated to Gerald E Brown.  (2017) (Descarga por capítulos)


CONTENIDO:

  • The shapes of nuclei. PDF
  • The oxygen isotopes. PDF
  • Lessons on doing science from my father, Gerry Brown. PDF
  • Thermal effects in dense matter beyond mean field theory. PDF
  • Core polarization and modern realistic shell-model Hamiltonians.  PDF
  • Science and status of the Electron Ion Collider PDF
  • Can one measure the Cosmic Neutrino Background? PDF
  • Application of the hidden local symmetry in hadron physics PDF
  • Partial restoration of chiral symmetry in hot and dense neutron matter. PDF
  • Compact star matter: EoS with new scaling law. PDF
  • Spinodal instabilities in baryon-rich quark matter PDF
  • Nucleon–anti-nucleon intruder state of Dirac equation for nucleon in deep scalar potential well. PDF 
  • Neutron stars are gold mines. PDF
  • Gravitational waves from neutron star binaries. PDF 
  • Baryons and chiral symmetry PDF 
  • Heavy exotic molecules. PDF 
  • The nuclear force: Meson theory versus chiral effective field theory. PDF
  • Foundations of strangeness nuclear physics derived from chiral effective field theory. PDF
  • Nuclear matrix elements for neutrinoless double-beta decay in covariant density functional theory. PDF
  • Partial conservation law in a schematic single j shell model. PDF
  • Chiral electroweak currents in nuclei. PDF
  • Confinement, chiral symmetry breaking and the effective quark mass. PDF
  • In search of a pristine signal for (scale-)chiral symmetry in nuclei. PDF
  • Many-body Green functions in nuclear physics. PDF
  • Validity of SU(3) in the 0p1f shell. PDF
  • Multi-regulator functional renormalization group for many-fermion systems. PDF
  • Spectral functions and in-medium properties of hadrons. PDF
  • Skyrmions at high density. PDF 
  • Neutral current coherent cross-sections — Implications on detecting SN and earth neutrinos with gaseous spherical TPC’s. PDF
  • Permanent electric dipole moments of single-, two- and three-nucleon systems. PDF
  • Hidden local symmetry and beyond. PDF

Gerald Edward  Brown (22 de julio de 1926 – 31 de mayo de 2013) ‘Gerry’, fue un físico teórico estadounidense que trabajó en física nuclear y astrofísica. Desde 1968 había sido profesor en la Universidad Stony Brook. Fue profesor emérito del C. N. Yang Institute for Theoretical Physics de la Universidad Stony Brook.

Gerald Edward  Brown ,‘Gerry’ para los más cercanos, fue una figura inspiradora para varias generaciones de físicos nucleares teóricos. La mayoría de los autores de este libro son antiguos alumnos y colaboradores suyos.

 

Centrales nucleares y medio ambiente

OAPEN Library - Centrales nucléaires et environnement - Prélèvements d'eau et rejets

 

Pineau ,André ; Quéré ,Yves . Centrales nucléaires et environnement – Prélèvements d’eau et rejets (2011). EDP SCIENCES. ISBN: 9782759809134. Descargar PDF

La Académie des technologies y la Académie des sciences presentan aquí un análisis de la metalurgia francesa, preparado por un grupo de expertos dirigido por André Pineau, de la Académie des technologies, e Yves Quéré, de la Académie des sciences. Este trabajo sintético, complementado con apéndices digitalizados, describe primero a la metalurgia como una ciencia, como tal, con un fuerte vínculo con la ingeniería o ingeniería metalúrgica. A continuación, proporciona un diagnóstico de la situación para los distintos sectores industriales importantes, así como para la investigación y la docencia.