由奇异原子核揭示的超流体新形式的痕迹

高级伽马跟踪阵列

高级伽马跟踪阵列(AGATA),来自KTH的研究人员用于研究大宫廷国家D'离子卢尔公司的不稳定原子核。信贷:kth.

最近对稀有同位素钌88内部结构的观察使人们对原子核内部结构有了新的认识,这一突破也可能使人们对自然界中某些化学元素及其同位素是如何形成的有了进一步的认识。

由皇家理工学院实验核物理学教授的博塞德砌墙领导,国际研究团队在极端缺陷,变形的原子核中确定了新的旋转状态88茹。结果表明,这种异国情调的核系统的结构受强耦合中子体对存在的严重影响。

“这种结构从根本上不同于在原子核中观察到的正常情况,在正常情况下,中子和质子在不同的系统中相互作用,形成一种近超流体状态,”Cederwall说。

结果还可以提示不同化学元素的生产,特别是它们最年轻的同位素的替代解释,在某些恒星环境中的核酸异化反应中进行了诸如中子星他说,巨型二进制文件。

该发现于2020年2月12日发布,在日志,物理审查信中,是使用先进的伽玛跟踪阵列(AGATA)的GrandAccélérateur国家D'离子卢斯德(Ganil)的实验。

研究人员使用核碰撞来创建具有相同数量的中子和质子的高度不稳定的原子核。通过使用敏感仪器,包括agata,检测它们以高能量光子,中子,质子和其他颗粒的形式发射的辐射来研究它们的结构。

新的形式超流率kth

该团队落后于发现新形式的超流地:从左边,博塞德砌墙,皇家理工学院的物理学教授,小玉刘,威张,Aysegül厄拉克,FarnazGhazi Moradi和ÖzgeAktas。信贷:kth.

根据描述基本粒子及其相互作用的粒子物理标准模型,自然界中一般有两种粒子;玻色子和费米子分别具有整数和半整数自旋。费米子的例子是像电子和电子中微子这样的基本粒子还有像质子和中子这样的复合粒子以及它们的基本组成部分,夸克。玻色子的例子是基本力的载体;光子,中间矢量玻色子,胶子和重子。

一个基于费米子或玻色子的粒子系统的性质差别很大。由于泡利原理的量子力学,在一个体系中费米子(例如原子核)只有一个粒子可以在空间和时间的某个点处保持某个量子状态。对于几个码头一起出现在一起,每个FERMION的至少一个属性,例如其旋转,必须不同。在许多费米子的低温系统中可以展示凝结物成对的粒子表现为不带电粒子的超流体(例如超流体)3.他)和带电粒子的超导性,例如超导体的电子低于临界温度。另一方面,玻色子可以用相同状态的无限数量的颗粒单独凝聚,所谓的Bose-Einstein缩合物。

在最接近的原子核的β稳定和基态,或兴奋的能量不是太高上面,基本结构似乎是基于pair-correlated冷凝物的粒子与相同的同位旋量子数,但相反的旋转。这意味着中子和质子是分开配对的。这些等矢量成对关联产生类似于超流性和超导性的性质。在形变核中,当核的转动激发能增加时,这种结构表现为转动频率的不连续。

这些不连续性在20世纪70年代初被肯德斯·约翰逊皇家约翰逊(Emeritus Arne Johnson)的发现已经被标记为“Backbanding”。后弯频率是打破中子或质子对所需的能量的量度,因此还反映了通过在细胞核中形成的一对核聚体释放的能量。有长期的理论预测,中子 - 质子对的系统可以混合,甚至更换标准的isovector对相关性异国情调原子核具有相同数量的质子和中子。由此产生的核结构isoscalar这种相互关系的组成部分与稳定的“普通”原子核中发现的不同。在不同的实验观测值中,变形核的后弯频率与不同中子数和质子数的原子核相比有显著的增加。

KTH研究小组先前观察到强中子-质子相关性的证据球形核核92PD发表在本质上(B. CederWall等,性质,体积469,P 68-71(2011))。ruthenium同位素88Ru,具有44个中子和44个质子,变形并表现出旋转状结构,现在已经观察到比以前可以更高的旋转或旋转频率。与先前的工作相比,新测量在核对相关方面提供了不同的角度。通过确认朝向更高的基础频率的转变的理论预测,它提供了具有相同数量的中子和质子的最重的核系统中强烈的Isoscalar对相关性的互补证据。

参考文献:“从自共轭核的能级结构看核对相关的同位旋性质。88ru“by b. cederwall,x. liu,ö。Aktas, A. Ertoprak, W. Zhang, C. Qi, E. Clément, G. de France, D. Ralet, A. Gadea, A. Goasduff, G. Jaworski, I. Kuti, B. M. Nyakó, J. Nyberg, M. Palacz, R. Wadsworth, J. J. Valiente-Dobón, H. Al-Azri, A. Ataç Nyberg, T. Bäck, G. de Angelis, M. Doncel, J. Dudouet, A. Gottardo, M. Jurado, J. Ljungvall, D. Mengoni, D. R. Napoli, C. M. Petrache, D. Sohler, J. Timár, D. Barrientos, P. Bednarczyk, G. Benzoni, B. Birkenbach, A. J. Boston, H. C. Boston, I. Burrows, L. Charles, M. Ciemala, F. C. L. Crespi, D. M. Cullen, P. Désesquelles, C. Domingo-Pardo, J. Eberth, N. Erduran, S. Ertürk, V. González, J. Goupil, H. Hess, T. Huyuk, A. Jungclaus, W. Korten, A. Lemasson, S. Leoni, A. Maj, R. Menegazzo, B. Million, R. M. Perez-Vidal, Zs. Podolyak, A. Pullia, F. Recchia, P. Reiter, F. Saillant, M. D. Salsac, E. Sanchis, J. Simpson, O. Stezowski, Ch. Theisen and M. Zielinska, 12 February 2020,物理评论快报
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.124.062501

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