记者于8日从中国科学院近代物理研究所得到消息,由该所科研人员带头的国际团队借助兰州重离子加速器冷却储存环,成功实现了对极缺中子原子核硅 - 22质量的首次精确测量,并发现硅 - 22里质子数14是一个全新幻数。这一研究成果已在国际期刊《物理评论快报》上发表。
大家先来了解下什么是幻数。原子核是由质子和中子构成的,而当原子核的质子数或者中子数为2、8、20、28、50、82、126时,原子核会显示出相对稳定的性质,这些数字就被叫做“幻数”。近年来,随着核物理研究持续往远离稳定线的奇特原子核方向推进,人们在部分奇特核里找到新幻数,像中子数14、16、32、34等。不过,这些新幻数基本都是中子幻数,新的质子幻数在实验方面的报道则十分少见。
硅 - 22本身就不简单,它是目前已知的最缺中子的硅同位素。依据核结构的镜像对称性,先前科学家发现氧 - 22里中子数14有幻数特征时,就通过理论预言在氧 - 22的镜像核硅 - 22中,质子数14也应该是幻数。可困难也随即而来,硅 - 22由于产生截面较小、寿命又短,在实验中对其进行产生和测量都是很大的挑战,这个理论预言在很长一段时间内都没能得到实验证明。
中国科学院近代物理研究所原子核质量测量研究团队为了攻克这个难题,选择基于兰州重离子加速器冷却储存环开展研究。在这次研究里,他们采用了改进后的磁刚度识别等时性质谱术,而且克服了参考核极少的不利情况。经过不懈努力,团队最终出色地测量出了硅 - 22原子核的基态质量,而且还将该团队之前首次测量的硅 - 23质量的精度提升了将近7倍。
基于获得的新质量数据,研究团队成功揭示出新质子幻数14在硅 - 22中的出现情况,这个结果还得到了当前先进核理论模型计算的有力支持。在更为深入的研究中,研究人员还发现,尽管硅 - 22有着和氧 - 22相似的双幻特性,但它的结构和氧 - 22在一定程度上存在轻微的对称性破缺。
这次对极缺中子原子核硅 - 22质量的精确测量,以及新质子幻数14的发现,无疑在核物理研究领域有着重大意义。这不仅是科研上的一个重大突破,对于理解原子核的基本性质,也提供了全新的数据和思路。大家想想,以后随着这类研究的深入,说不定会带给我们更多关于微观世界的惊喜,是不是挺值得期待的?你对此研究是怎么看待的?不妨在评论区说说你的想法,也欢迎点赞、分享本文!