科技日?qǐng)?bào)訊 (記者頡滿(mǎn)斌)12月12日，記者從中科院近代物理研究所了解到，該所科研人員及其合作者依托蘭州重離子加速器大科學(xué)裝置開(kāi)展了質(zhì)子滴線核磷-26衰變性質(zhì)的高精度測(cè)量， 發(fā)現(xiàn)了β衰變中最強(qiáng)同位旋混雜現(xiàn)象，直接挑戰(zhàn)人們對(duì)于原子核相互作用力的理解。研究成果近日發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。

對(duì)稱(chēng)性普遍存在于自然界中，是現(xiàn)代物理學(xué)中的一個(gè)核心概念。對(duì)稱(chēng)性破缺往往蘊(yùn)含著新物理。1932年，海森堡提出了同位旋概念，把質(zhì)子和中子看作同一種粒子的兩種狀態(tài)。在同位旋嚴(yán)格對(duì)稱(chēng)的情況下，β衰變中費(fèi)米躍遷僅布居至同位旋相似態(tài)。然而，同位旋對(duì)稱(chēng)性破缺會(huì)導(dǎo)致費(fèi)米躍遷強(qiáng)度劈裂，不僅布居到同位旋相似態(tài)，也會(huì)布居到同位旋相似態(tài)附近的激發(fā)態(tài)。此前，實(shí)驗(yàn)上僅發(fā)現(xiàn)幾例這種同位旋混雜的現(xiàn)象，同位旋混雜矩陣元均小于50keV，理論上也基本能解釋這些現(xiàn)象。

近代物理所核物理中心研究人員基于蘭州重離子加速器放射性束流線(HIRFL-RIBLL1)開(kāi)展了奇特原子核磷-26的β延遲雙質(zhì)子發(fā)射的關(guān)聯(lián)測(cè)量，首次發(fā)現(xiàn)硅-26同位旋相似態(tài)附近的兩個(gè)高激發(fā)態(tài)11912keV和13380keV。

基于高精度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究人員得到硅-26同位旋相似態(tài)13055keV與高激發(fā)態(tài)13380keV的同位旋混雜矩陣元為130keV，是目前實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)的β衰變中最強(qiáng)同位旋混雜現(xiàn)象，其背后的物理成因可能是弱束縛或者大形變效應(yīng)。然而，針對(duì)磷-26衰變的各種理論模型計(jì)算得到的同位旋混雜矩陣元均小于30keV，遠(yuǎn)小于實(shí)驗(yàn)值。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)現(xiàn)有理論研究提出強(qiáng)有力挑戰(zhàn)，將推動(dòng)原子核相互作用力相關(guān)理論的發(fā)展。

這項(xiàng)研究由中科院近代物理所牽頭，中山大學(xué)、上海交通大學(xué)等國(guó)內(nèi)外23家科研單位合作完成。