“羽量氧”的发现打开了核对称的窗口

华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员发现并描述了一种新形式的氧气,称为“轻量级氧气” - 这是迄今为止最常见的熟悉的化学元素氧气,其八个质子只有三个中子。

氧气是太阳系中最丰富的元素之一,但氧气-11只能在实验室中生产。它在产生后立即通过发射两个质子而衰变,并且可以通过检测其衰变产物来观察它。双质子衰变是最近发现的核衰变通道。

“然而,核物理界最感兴趣的是,氧-11是锂-11的核镜,锂是一种研究得很好的锂重同位素,”Tyler Webb博士说,他是物理学博士候选人。华盛顿大学的科学系,与艺术与科学化学研究教授Robert J. Charity和化学与物理学教授Lee G. Sobotka合作。Webb是关于物理评论快报发现的新论文的第一作者。

在核物理学中,当原子核具有一定数量的中子和质子而另一个具有相反的量时,原子核被认为是镜子,例如,与8:3相比,氧气中的中子与质子的比率为3:8。锂-11的比例。

“当谈到镜子核时,我们期待一种对称性,”韦伯说。“原子核及其镜子的特性应该是相似的:量子态应该与能量相对于原子核的基态大致接近,这些状态的波函数应该相似。”

然而,这种对称性可以被拉伸或破坏。科学家可以将镜核的实际结构与其预期结构进行比较,以更多地了解原子核的这种重要对称性,原子核是构成宇宙可见物质的物质。

在这种情况下,研究人员最兴奋的是比较锂-11,它们知道在围绕其核心的“晕圈”中有两个非常松散地束缚的中子,而氧-11具有两个未结合的质子。

华盛顿大学的研究人员在密歇根州立大学校园内的国家超导回旋加速器实验室进行的一项实验中将氧-11的证据拼凑在一起。物理评论快报论文概述了理论核物理学家Witold“Witek”Nazarewicz和密歇根州立大学的Simin Wang进行的实验和支持计算。康涅狄格大学和西密歇根大学的研究人员也参与了合作。