by TRIUMF
TRIUMF ISAC二号设施中的虹膜光谱站
信用:TRIUMF 圣玛丽大学领导的IRIS小组的新TRIUMF研究揭示了氦-8 (He8)原子核中一种意想不到的形状变形，提供了对富中子原子核如何形成和保持稳定的独特动力学的进一步洞察
2021年11月10日发表在《物理快报B》上的《质子非弹性散射揭示氦-8中的变形》结合了高精度和高统计实验数据，这些数据是用IRIS spect roscopy站收集的，并由TRIUMF的理论部门进行了从头计算，以证明氦-8中外部中子的排列发生了显著变形
在核壳模型中，质子和中子根据能级或壳排列在原子核中
确定壳模型的精确规则，特别是对于富含中子的原子核，有助于我们更好地理解元素是如何在宇宙中产生的，以及以什么比例产生的
一个关键特征是形状
由于拥有神奇数量的质子和假定的中子下壳，He8被预测为双闭壳；由于所有双闭壳核都被证明具有球形核，评估He8中中子壳层排列的一种方法是问:它是球形的吗？ 在IRIS博士后研究员Matthias Holl和首席研究员Rituparna Kanungo(也是圣玛丽大学的物理学教授、TRIUMF附属科学家和IRIS领导)的带领下，实验团队使用IRIS光谱站通过质子非弹性散射研究He8，这是一种实验技术，包括用快速移动、充满能量的重原子核流粉碎静止目标(由小原子核组成，如氢中的质子)
反应产物的散射模式提供了一个能量指纹——一个复杂的、非常独特的指标，显示了核能级以及中子和质子的排列
在这个实验中，研究小组在8
25兆电子伏，用TRIUMF的520兆电子伏回旋加速器产生，撞击在冷却到4开尔文的新型固体氢靶上
在他们的结果中，研究小组记录了He8在3
54(6)兆电子伏——一个巨大的能隙，支持6个中子的封闭子壳的概念
然而，它的概率表明它有意想不到的大变形
高精度IRIS数据还被发现与物理科学部TRIUMF理论系主任兼代理实验室副主任彼得·纳夫拉蒂尔独立进行的第一性原理预测一致
来自橡树岭国家实验室、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、塞维利亚大学和田纳西大学的合作者的理论预测加强了与数据的一致性
理论预测和数据一致性代表了He8形状变形的精确特征，指向围绕质子球的橄榄球形中子壳
这些结果表明更深层次的核相互作用在起作用，并为未来的研究打开了一个新的范例
Kanungo说:“在TRIUMF这里，我们可以利用实验室世界领先的能力来产生各种强烈的稀有同位素束，包括He8。”
“但我们还有一个巨大的优势，那就是可以接触到一群高素质的实验和理论物理学家、工程师、技术人员和其他人，以及IRIS独特的基础设施，使我们能够高精度地研究短命的奇异原子核
" TRIUMF研究部副主任Reiner Kruecken说:“这些结果是我们理解核壳动力学和物质本质的重要基石。”
“此外，这里实现的理论和实验之间的协同作用是TRIUMF如何将世界领先的基础设施、人才以及学术和实验合作者网络聚集在一起以产生优秀科学的一个主要例子
"
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