原標(biāo)題：原子核質(zhì)量精確測量揭示質(zhì)子暈結(jié)構(gòu)

科技日?qǐng)?bào)蘭州12月5日電 （記者頡滿斌）記者5日從中國科學(xué)院近代物理研究所獲悉，該所科研人員精確測量了一批奇特原子核的質(zhì)量，確定了鋁、磷、硫和氬元素的質(zhì)子滴線，并提出了一種基于原子核質(zhì)量揭示質(zhì)子暈結(jié)構(gòu)的新方法。相關(guān)成果近期發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。

原子核是由質(zhì)子和中子組成的量子多體系統(tǒng)，一般相鄰原子核的半徑都很接近。暈是弱束縛原子核中的奇異核結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)價(jià)核子在空間分布上出現(xiàn)很長的拖尾，使得該原子核的半徑顯著大于鄰近原子核。在此前的實(shí)驗(yàn)研究中，中子暈發(fā)現(xiàn)較多，而質(zhì)子暈發(fā)現(xiàn)較少，這是因?yàn)閹靵鰟?shì)壘的存在限制了質(zhì)子暈結(jié)構(gòu)的形成，使得在實(shí)驗(yàn)中指認(rèn)質(zhì)子暈核異常困難。

利用蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)，研究團(tuán)隊(duì)使用首創(chuàng)的“磁剛度識(shí)別等時(shí)性質(zhì)譜術(shù)”，首次精確測量了硅-23、磷-26、硫-27和氬-31的原子核質(zhì)量，并將硫-28的質(zhì)量精度提高了11倍。利用新的原子核質(zhì)量數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)確定了鋁、磷、硫和氬元素的質(zhì)子滴線。

研究團(tuán)隊(duì)還基于新測質(zhì)量提取了鏡像能差，在一些（近）質(zhì)子滴線核中發(fā)現(xiàn)了同位旋對(duì)稱性破缺。研究認(rèn)為，其物理原因是這些（近）質(zhì)子滴線核中可能存在質(zhì)子暈結(jié)構(gòu)，該結(jié)論得到了相關(guān)理論計(jì)算的支持。

研究團(tuán)隊(duì)基于該方法的分析，支持磷-26、磷-27，硫-27、硫-28等質(zhì)子暈候選核中存在質(zhì)子暈，同時(shí)首次提出氬-31是一個(gè)雙質(zhì)子暈核，澄清了基態(tài)的鋁-22不是一個(gè)質(zhì)子暈核等，為未來開展質(zhì)子暈核相關(guān)實(shí)驗(yàn)和理論研究指明了方向。

該研究明確提出，僅與原子核質(zhì)量相關(guān)的鏡像能差可作為探測同位旋對(duì)稱性破缺、揭示質(zhì)子暈結(jié)構(gòu)的靈敏探針，這將有望促進(jìn)相關(guān)問題的進(jìn)一步研究。