原子核质量精确测量揭示质子晕结构

记者12月5日从中国科学院近代物理研究所获悉，原核该所科研人员精确测量了一批奇特原子核的质量质晕质量，确定了铝、精确揭示结构磷、测量硫和氩元素的原核质子滴线，并提出了一种基于原子核质量揭示质子晕结构的质量质晕新方法。相关成果近期发表在《物理评论快报》上。精确揭示结构

原子核是测量由质子和中子组成的量子多体系统，一般相邻原子核的原核半径都很接近。晕是质量质晕弱束缚原子核中的奇异核结构，表现为一个或多个价核子在空间分布上出现很长的精确揭示结构拖尾，使得该原子核的测量半径显著大于邻近原子核。在此前的原核实验研究中，中子晕发现较多，质量质晕而质子晕发现较少，精确揭示结构这是因为库仑势垒的存在限制了质子晕结构的形成，使得在实验中指认质子晕核异常困难。

利用兰州重离子加速器冷却储存环，研究团队使用首创的“磁刚度识别等时性质谱术”，首次精确测量了硅-23、磷-26、硫-27和氩-31的原子核质量，并将硫-28的质量精度提高了11倍。利用新的原子核质量数据，研究团队确定了铝、磷、硫和氩元素的质子滴线。

研究团队还基于新测质量提取了镜像能差，在一些（近）质子滴线核中发现了同位旋对称性破缺。研究认为，其物理原因是这些（近）质子滴线核中可能存在质子晕结构，该结论得到了相关理论计算的支持。

研究团队基于该方法的分析，支持磷-26、磷-27，硫-27、硫-28等质子晕候选核中存在质子晕，同时首次提出氩-31是一个双质子晕核，澄清了基态的铝-22不是一个质子晕核等，为未来开展质子晕核相关实验和理论研究指明了方向。

该研究明确提出，仅与原子核质量相关的镜像能差可作为探测同位旋对称性破缺、揭示质子晕结构的灵敏探针，这将有望促进相关问题的进一步研究。