原標題：科學家首次發(fā)現(xiàn)原子核基態(tài)存在分子型結(jié)構(gòu)
科技日報訊 （記者頡滿斌）記者11月25日從中國科學院近代物理研究所獲悉，該所科研人員及合作者近日首次通過實驗證實在原子核基態(tài)中存在分子型結(jié)構(gòu)。該研究發(fā)表在國際物理學期刊《物理評論快報》上，并作為亮點工作被美國物理學會的《物理》雜志在線報道。
原子核是由質(zhì)子和中子等核子組成的量子多體系統(tǒng)，核子間的相互作用形成了多種有趣的原子核結(jié)構(gòu)，從球形核到變形核，甚至是表面密度稀疏的中子暈核。在這些結(jié)構(gòu)中，原子核內(nèi)出現(xiàn)集團結(jié)構(gòu)是一個“特別”有趣的現(xiàn)象。原子核基態(tài)中的集團結(jié)構(gòu)并不常見。有關(guān)基態(tài)集團結(jié)構(gòu)的討論可以追溯到1938年，理論物理學家通過分析α共軛核的結(jié)合能，推測鈹-8、碳-12、氧-16等原子核的基態(tài)中可能存在α分子型的集團結(jié)構(gòu)。但這一理論假設(shè)一直未被證實。
近期，中國科學院近代物理研究所科研人員和合作者以新穎的實驗方法，首次證實了在豐中子核鈹-10基態(tài)中存在分子型結(jié)構(gòu)。該實驗在日本理化學研究所放射性核束工廠（RIBF）上完成。研究團隊通過逆運動學下的敲出反應(yīng)，研究了鈹-10的α集團結(jié)構(gòu)。實驗中，0.5倍光速的鈹-10次級束流轟擊2毫米厚的固態(tài)氫靶，束縛在鈹-10核中的α集團由質(zhì)子敲出，幾乎不轉(zhuǎn)移任何動量給反應(yīng)余核，使其保持了鈹-10基態(tài)中的集團結(jié)構(gòu)信息。
實驗結(jié)果表明，敲出反應(yīng)的實驗截面與微觀模型下的理論預(yù)測非常吻合，從而驗證了長期以來對鈹-10基態(tài)的分子態(tài)結(jié)構(gòu)假設(shè)，即形成α-α啞鈴狀核心，兩個價中子垂直繞核心軸旋轉(zhuǎn)。類似的結(jié)構(gòu)可以在原子尺度上找到，但在原子核基態(tài)中非常罕見。
這項研究首次為原子核基態(tài)的分子態(tài)結(jié)構(gòu)理論描述提供了實驗證據(jù)，并為進一步探索豐中子核基態(tài)中α集團結(jié)構(gòu)的演化開辟了方向。