I kärnor, alla naturens grundkrafter spelar in. Det täta området i mitten av en atom - där protonerna och neutronerna finns - är en plats där forskare kan testa sin förståelse av de grundläggande interaktionerna mellan materiens minsta byggstenar i universum.

Saori Pastore, biträdande professor i fysik i konst och vetenskap vid Washington University i St. Louis, hjälper till att förklara vad som händer i kärnor när de förfaller, sprids mellan varandra eller komma i kontakt med subatomära partiklar.

Hennes senaste publikation, "Svaga övergångar i ljuskärnor, "i november Gränser i fysik , bidrar till en kropp av allt mer exakt, beskrivande beräkningar av kärnstruktur och reaktioner.

Pastores kärnteoretiska forskning kompletterar direkt experimentellt arbete i det nationella kärn- och partikelfysikprogrammet, som det arbete som kommer att utföras vid Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), en användaranläggning på 760 miljoner dollar som Department of Energy (DOE) bygger vid Michigan State University (MSU). Washington University fysiker har samarbetat i decennier med forskare vid MSU, ett nav i Midwestern för kärnteknik.

Pastore är huvudutredare för ett nytt bidrag från DOE Office of Science, "Quantum Monte Carlo-beräkningar av lepton-kärninteraktioner."

"Här vid Washington University, vi utför mikroskopiska beräkningar av nukleär struktur och reaktioner med hjälp av teoretiska och beräkningsmetoder, "Pastore sa." Detta gör att vi till fullo kan behålla komplexiteten hos nukleoniska korrelationer och dynamik, som är avgörande för att förklara kärnkraftsegenskaper.

"Vi ger samhället en exakt uppskattning av kärnkraftseffekter, " Hon sa.

Med hennes nya DOE -bidrag, Pastore hanterar beräkningen av betaförfallshastigheter i lätta kärnor. En ny publikation om Physical Review C, skriven med författaren Garrett King, en doktorand i fysik vid Washington University, beskriver tillvägagångssättet.

"I beta -förfall, en neutron inuti kärnan sönderfaller till en proton med utsläpp av en elektron och en antineutrino, "Pastore sa." Dessa hastigheter är kända experimentellt med stor noggrannhet. Vi använder dem för att testa giltigheten av vår mikroskopiska modell.

"Vi kommer att använda bidraget för att fortsätta detta program för att beräkna interaktioner mellan neutrinoer och kärnor - i synnerhet processer för vilka experimentella data är knappa eller svåra att uppnå eller okända, " Hon sa.

Pastore arbetar nära samarbetaren Maria Piarulli, biträdande professor i fysik, och medlemmar i universitetets Quantum Monte Carlo Group för att främja universitetets arbete med forskare med hjälp av den nya FRIB. Hon är också en del av McDonnell Center for the Space Sciences 'Particle and Nuclear Physics, Forskargrupp för kosmologi och gravitation.

En infödd i Salento, Italien, Pastore reste mycket för konferenser och samarbeten. Nu, på grund av COVID-19-pandemin, mycket av det arbetet görs online.

"Det är lättare för teoretiker att flytta allt online, "Pastore sa." Det är lite tröttsamt ibland, men inget oöverstigligt. Jag känner mig väldigt lycklig att jag kan fortsätta jobba och se mina samarbetspartners praktiskt taget.

"Jag tror att det som saknas verkligen är någon form av kvalitetstid med medarbetarna, med det menar jag informella inställningar för att chatta och ta en kaffe, "sa hon." Vilket är, Jag antar, vad vi alla saknar i allmänhet. "