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科學家發現β衰變中最強同位旋混雜現象

發布時間:2022-12-15 10:14:00來源: 科技日報

  12月12日,記者從(cong) 中科院近代物理研究所了解到,該所科研人員及其合作者依托蘭(lan) 州重離子加速器大科學裝置開展了質子滴線核磷-26衰變性質的高精度測量, 發現了β衰變中最強同位旋混雜現象,直接挑戰人們(men) 對於(yu) 原子核相互作用力的理解。研究成果近日發表於(yu) 《物理評論快報》。

  對稱性普遍存在於(yu) 自然界中,是現代物理學中的一個(ge) 核心概念。對稱性破缺往往蘊含著新物理。1932年,海森堡提出了同位旋概念,把質子和中子看作同一種粒子的兩(liang) 種狀態。在同位旋嚴(yan) 格對稱的情況下,β衰變中費米躍遷僅(jin) 布居至同位旋相似態。然而,同位旋對稱性破缺會(hui) 導致費米躍遷強度劈裂,不僅(jin) 布居到同位旋相似態,也會(hui) 布居到同位旋相似態附近的激發態。此前,實驗上僅(jin) 發現幾例這種同位旋混雜的現象,同位旋混雜矩陣元均小於(yu) 50keV,理論上也基本能解釋這些現象。

  近代物理所核物理中心研究人員基於(yu) 蘭(lan) 州重離子加速器放射性束流線(HIRFL-RIBLL1)開展了奇特原子核磷-26的β延遲雙質子發射的關(guan) 聯測量,首次發現矽-26同位旋相似態附近的兩(liang) 個(ge) 高激發態11912keV和13380keV。

  基於(yu) 高精度的實驗數據,研究人員得到矽-26同位旋相似態13055keV與(yu) 高激發態13380keV的同位旋混雜矩陣元為(wei) 130keV,是目前實驗上發現的β衰變中最強同位旋混雜現象,其背後的物理成因可能是弱束縛或者大形變效應。然而,針對磷-26衰變的各種理論模型計算得到的同位旋混雜矩陣元均小於(yu) 30keV,遠小於(yu) 實驗值。該實驗結果對現有理論研究提出強有力挑戰,將推動原子核相互作用力相關(guan) 理論的發展。

  這項研究由中科院近代物理所牽頭,中山大學、上海交通大學等國內(nei) 外23家科研單位合作完成。

  (記者頡滿斌)

(責編:李雨潼)

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