欧洲核子研究组织的研究人员发现金原子核的形状发生了变化

导读有点像人类,原子核随着重量的减轻而缩小。但原子核是由中子和质子形成的复杂量子系统,它们本身就是由夸克组成的复合粒子。因此,当颗粒从...

有点像人类,原子核随着重量的减轻而缩小。但原子核是由中子和质子形成的复杂量子系统,它们本身就是由夸克组成的复合粒子。因此,当颗粒从其内部去除时,它们通常为球形或接近球形的形状并不总是简单地收缩。事实上,当单个中子从原子核中移出时,奇异的、缺乏中子的汞和铋原子核就会从足球形状戏剧性地转变为橄榄球形状。

欧洲核子研究组织ISOLDE设施进行的一项新研究发现,缺乏中子的金原子核也表现出这种形状变化。刚刚发表在《物理评论快报》上的一篇论文描述了这一发现,距ISOLDE首次在轻汞核中发现这种现象50多年。迟来的金婚快乐,变形。

为了研究含有79个质子的金原子核,这项新研究背后的团队在ISOLDE上使用了三种装置(称为RILIS、Windmill和ISOLTRAP),每种装置都有特定的功能。三种装置的综合能力使团队能够确定具有104个中子的金原子核的半径,一直到97个中子,这比河流中发现的黄金少了21个中子。

结果是惊人的。考虑到之前观察到从中子数108处的近球形到中子数107处的橄榄球形状的转变,然后是橄榄球的平台期直到中子数104,预计该平台可能会延续并过渡回近球形形状。

观察到了平台的延续,以及发生在101号中子处的转变,并且是先前观察到的转变的近镜像(以中子104为中心)(见下图)。然而,在99号中子处也观察到了额外的形状惊人的光点。

“核形状演化的这种模式与我们之前见过的任何其他模式都不同,”该论文的主要作者詹姆斯·库比斯(JamesCubiss)说。

“与汞和铋原子核相比,令人震惊的是,足球和橄榄球形状在竞争方面几乎是势均力敌,以尽量减少它们的结合能,而橄榄球在中子数104附近的金原子核中获胜。但它们仅仅只是胜利,中子数99处的形状令人震惊,并且突然跳回足球状形状就证明了这一点。”

该团队的理论家继续对核半径进行最先进的模型计算,并将其与数据进行比较。他们发现该模型能够跟踪徘徊的金核,但前提是使用某些其他数据来约束计算。

五十年过去了,变形现象仍然对核理论提出了巨大的挑战。