粒子物理学中诞生了一个“神奇数字” 学术资讯

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据美国“物理学网”10月25日消息称，来自中国香港大学、日本理化学研究所（RIKEN）和法国原子能和替代能源委员会（CEA）的科学家们，利用RIKEN仁科加速器科学研究中心的重离子加速器（RIBF）研究发现；对于中子来说，“34”是一个“神奇数字”，它意味着有34个中子的原子核比正常预期状态更加稳定。《物理评论快报》杂志近日刊发的一篇研究论文，首次陈述了这方面的明确实验论证成果。

该项实验采用的是“钙54”（54Ca）——一种不稳定的原子核，其中带有20个质子和34个中子。通过实验，研究人员发现，钙54的原子核有坚硬的封闭壳层，而中子的这种状态与诸如氦和氖等具有封闭电子壳层的惰性原子的状态类似。

科学家们曾经认为，原子核内的质子和中子就像“一碗汤”一样无序地混合在一起，但是现在我们获知，它们在壳层中是有序排列的。原子核的壳层完全被填满、满足“神奇数字”时，原子核就会展示出鲜明的独特属性，并且可以在实验室中进行探查和研究。例如，原子核的第一激发态的能量很高，这说明它达到了神奇数字。科学家最近对于富含中子的原子核的研究结果表明，我们可能需要在已知的规范数——2、8、20、28、50、82和126——中添加新的数字。

仁科加速器科学研究中心的Pieter Doornenbal介绍道：“这是我们第一次成功地从定量角度证明，54Ca中所有的中子壳层完全被填满了，而34个中子的确是一个神奇数字。”这一研究成果表明，尽管34只会出现在原子核结构图中非常有限的区域中，但它只是神奇数字集的一部分。该研究小组的负责人Sidong Chen展望道：“未来研究的重点将集中在对这一有限区域进行划定。”

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编译：朱明逸

审稿：三水

责编：雷鑫宇

期刊来源：《物理评论快报》

期刊编号：0031-9007

原文链接：

https://phys.org/news/2019-10-scientists-magic-neutrons.html