在費(fèi)米子系統(tǒng)下，原子核既有液體特征，又有類似于分子的特征。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月30日?qǐng)?bào)道，最近法國一個(gè)研究小組通過模擬中子星提出了一種新模型，將這兩方面統(tǒng)一起來，并首次證明了核子聚集成簇的一個(gè)必要條件。核子的類分子性質(zhì)有助于人們理解元素是怎樣合成的，而這是生命出現(xiàn)的關(guān)鍵。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《自然》雜志上。
在描述原子核的時(shí)候，科學(xué)家通常把它當(dāng)作是一滴直徑約為千萬億分之一米的量子液。一方面，在研究包含大量質(zhì)子和中子的重核裂變時(shí)，這種類似液體的性質(zhì)能提供合理的解釋；另一方面，輕原子核卻像是由中子和質(zhì)子構(gòu)成的微小的“分子”或“原子簇”。在從鈹?shù)芥囘@些輕核中，聚集成簇是常見特征。
“分子—原子核”和“液態(tài)—原子核”這兩種觀點(diǎn)同時(shí)存在。最近，來自巴黎第十一大學(xué)核物理研究所、法國原子能委員會(huì)（CEA）的一個(gè)研究小組和克羅地亞薩格勒布大學(xué)合作，提出把這兩方面統(tǒng)一起來的新模型。
研究人員找到了一種原子核從液態(tài)轉(zhuǎn)化到晶體狀態(tài)的機(jī)制，并以氖-20為例，用能量密度函數(shù)的理論框架，涵蓋了原子核的簇狀態(tài)和量子液兩個(gè)方面特征。通過方程顯示，聚簇條件與界定原子勢(shì)深度有關(guān)，勢(shì)的深度決定了單個(gè)核子軌道的能量間隔，也就是相應(yīng)波函數(shù)的區(qū)域，由此決定了原子核聚集的密度，這是核子聚集成簇的一個(gè)必要條件。
研究人員解釋說，輕原子核更多表現(xiàn)出類分子的行為（傾向于變成結(jié)晶狀態(tài)），重原子核則表現(xiàn)出更多類似液體的行為。當(dāng)中子和質(zhì)子之間的相互作用不夠強(qiáng)，不足以將它們固定在原子核內(nèi)時(shí)，它們就會(huì)處于一種量子液的狀態(tài)，質(zhì)子和中子離開原位。反過來，在晶體狀態(tài)時(shí)，核內(nèi)中子和質(zhì)子固定在一定間隔距離內(nèi)，“原子核分子”就處于一種量子液和晶體的中間態(tài)。
此外，他們還預(yù)測(cè)了會(huì)出現(xiàn)更多明顯的聚簇結(jié)構(gòu)，研究的長期目標(biāo)是對(duì)各種狀態(tài)的原子核形成統(tǒng)一理論。(新華網(wǎng))