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新实验测量钙中的中子皮

弗吉尼亚州纽波特纽斯——对双重神奇钙 48 中中子表皮的新高精度测量可能有助于阐明原子核内的质子 - 中子相互作用。这是第一次对中等质量原子核中的中子表皮进行高度稳健的电弱测量。这项新测量的结果由美国能源部托马斯杰斐逊国家加速器设施的 48Ca 半径实验 (CREX) 合作完成,将在 2021 年 APS 核物理部秋季会议上公布。该团队将在美国东部时间 10 月 12 日上午 10:00举行的实时虚拟新闻发布会上回答问题。

“我们正在研究一种称为钙 48 的富含中子的特殊原子核。它是一种特殊的钙同位素,具有过量的中子。原子核由质子和中子组成,钙 48 的中子比质子多。我们正试图了解它们如何分布在这个密集的核中,”弗吉尼亚大学的研究助理 Caryn Palatchi 说,他将展示结果。

在测量的质量最大的稳定原子核中,铅 208 最近被证实,相对相等数量的质子和中子聚集在核心,而额外的中子被推到边缘。现在,核物理学家正在测试这是否适用于仍然人口稠密但质量小得多且稳定的钙 48 核。

“这种特殊的同位素具有过量的中子和高密度。据认为,中子可以比质子扩散并延伸得更远,从而形成这种皮肤,即围绕钙核的中子皮肤。我们正在尝试测量这种皮肤以及它的厚度,”Palatchi 说。

发现铅 208 的中子表层的厚度比以前认为的要厚,这不仅对原子核的结构有影响,而且对中子星也有影响。这种对钙 48 中子表皮的新测量也将对核物理学家对原子核结构的理解产生新的影响。

“较小的钙原子核具有较少的质子和中子,它在某些类型的计算范围内,这些计算来自第一原理或从头计算。在两种不同的测量结果之间,我们可以将它们与核子-核子相互作用的从头计算模型和均匀致密核的模型进行比较,”Palatchi 解释说。“所以,在两次实验之间,你可以谈论这个描述高密度物质的景观。”

该实验是在美国能源部科学用户设施连续电子束加速器设施中进行的。数据取自 2019 年 12 月至 2020 年 3 月和 2020 年 7 月至 2020 年 9 月。 在实验中,一束高能电子被引导到一个银色的纯钙 48 圆盘中,该圆盘形状像一个冰球——大约有一半大小- 美元半英寸厚。

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