强同位素束用于确认中子的新“魔数”

时间:2019-10-28 13:58 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

强同位素束用于确认中子的新“魔数”


  由香港大学,日本RIKEN和法国CEA的科学家牵头的一项国际合作,使用了日本RIKEN Nishina加速器基础科学中心的RI Beam Factory(RIBF),表明34是“神奇的“中子数”表示具有34个中子的原子核比通常预期的要稳定。较早的实验表明(但没有明确证明)确实如此。

  该实验发表在《物理评论快报》上,使用的是钙54,钙是一种不稳定的核,具有20个质子和34个中子。通过实验,研究人员表明它具有很强的壳封闭性,这种中子的情况类似于具有封闭的电子壳的原子(例如氦和氖)化学惰性。

  曾经有人认为质子和中子像核子中的汤一样聚集在一起,但现在人们知道它们是有壳的。随着核壳的充满(通常称为“幻数”),核展现出可以在实验室中探查的独特属性。例如,用于原子核的第一激发态的大能量表示魔术数。

  对富中子核的最新研究表明,需要向已知的标准数2、8、20、28、50、82和126添加新的数。

  在2013年英国国际残疾人联合会(RIBF)上对钙54进行的初步测试已经表明该数字应该存在。在新实验期间,研究重点转向确定其实际强度。在当前实验中,陈四东周围的研究小组通过一次精心敲除一个中子来直接测量占据54个钙中单个壳的中子数。

  为此,该小组使用了包含以大约60%的光速行进的钙的光束,并通过BigRIPS同位素分离器对其进行了选择和识别,并将该光束碰撞到厚液氢或质子的目标中,冷却至极低的20 K温度。从碰撞中子的质子与质子碰撞时推断出的同位素的详细壳结构,使研究人员可以将它们与不同的壳关联起来。

  Nishina中心的Pieter Doornenbal对杏鑫平台注册登录表示:“我们首次能够定量证明所有中子壳都被54Ca完全充满,而34个中子的确是一个很好的魔数。”该发现表明34是幻数集的一部分,尽管它的出现仅限于核图的非常有限的区域。陈思东继续说:“未来的主要努力将集中在描绘该地区。此外,对于更多的中子富集系统(例如60Ca),可以预测更多的幻数。这些“外来的”系统目前无法进行RIBF的详细研究,但我们相信,由于其功能的增强,它们将在可预见的将来变得可访问。”



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