中新網(wǎng)北京7月9日電 (記者 孫自法)記者7月9日從中國科學院近代物理研究所獲悉，依托大科學裝置蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)，該所研究團隊領(lǐng)銜聯(lián)合意大利、德國、日本等國科研機構(gòu)合作者，首次精確測量了極缺中子原子核硅-22的質(zhì)量，并發(fā)現(xiàn)在硅-22中的質(zhì)子數(shù)14是一個新幻數(shù)。

　　這一物理學的重要基礎(chǔ)研究成果論文，近日已在國際專業(yè)學術(shù)期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)發(fā)表。

　　中國科學院近代物理研究所原子核質(zhì)量測量研究團隊介紹說，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。當原子核的質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為2、8、20、28、50、82、126時，原子核會表現(xiàn)出相對穩(wěn)定的性質(zhì)，因此這些數(shù)字被稱為幻數(shù)。20世紀40-50年代，物理學家梅耶(M. G. Mayer)和簡森(J. H. D. Jensen)等提出原子核的殼模型，成功解釋了幻數(shù)的形成機制，因此獲得1963年諾貝爾物理學獎。

　　近年來，隨著核物理研究向遠離穩(wěn)定線的奇特原子核推進，人們在某些奇特核中發(fā)現(xiàn)了新幻數(shù)(例如中子數(shù)為14、16、32、34)的出現(xiàn)。然而，這些新幻數(shù)幾乎都是中子幻數(shù)，新的質(zhì)子幻數(shù)在實驗上鮮有報道。

　　此前，科學家發(fā)現(xiàn)在氧-22中(中子數(shù)為14，質(zhì)子數(shù)為8)，中子數(shù)14具有幻數(shù)特征。根據(jù)核結(jié)構(gòu)的鏡像對稱性，理論預言在氧-22的鏡像核硅-22(中子數(shù)為8，質(zhì)子數(shù)為14)中，質(zhì)子數(shù)14也應該是一個幻數(shù)。硅-22是目前已知的最缺中子的硅同位素，由于其產(chǎn)生截面小、壽命短，在實驗中產(chǎn)生和測量均面臨較大挑戰(zhàn)，該理論預言一直未被實驗證實。

　　在本項研究中，中國科學院近代物理研究所團隊基于蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)，利用改進后的磁剛度識別等時性質(zhì)譜術(shù)，克服參考核極少的不利條件，成功測量出硅-22原子核的基態(tài)質(zhì)量，并將該團隊此前首次測量的硅-23質(zhì)量的精度提高了近7倍。

　　根據(jù)新的質(zhì)量數(shù)據(jù)，研究團隊揭示了新質(zhì)子幻數(shù)14在硅-22中的出現(xiàn)，這個結(jié)果得到當前先進核理論模型計算的支持。他們進一步研究發(fā)現(xiàn)，雖然硅-22具有和氧-22相似的雙幻特性，但其結(jié)構(gòu)與氧-22存在輕微的對稱性破缺。

　　研究團隊表示，最新發(fā)表的這項研究，深化了人們對奇特原子核結(jié)構(gòu)的認識，對理解原子核中核子之間相互作用、探索極端條件下原子核的存在邊界具有重要意義。(完)