科学家发现未知梨形原子核 颠覆传统理论?

2013-05-14 17:27:35  来源:驱动之家

科学家发现未知梨形原子核 颠覆传统理论?


  新浪科技援引美国《赫芬顿邮报》的报道称,《自然》杂志近日刊载了一篇文章,其中论述了一种此前未知的梨形原子核的发现。这种不规则形状的原子核将有望颠覆传统的原子物理理论,并揭开宇宙中物质多于反物质的谜团。

  原子核是由强核力聚合在一起的,这种力必须克服质子间的静电斥力而将原子核聚集在一起,然而要想使用第一性原理来计算这些粒子间的相互作用是非常复杂的,因此理论物理学家们提出了一些有时是相互矛盾的模型来描述原子核结构。他们的依据一般是长期以来的经验,以及一些简单化的假设。

  这样做的结果是,大部分的原子核都会被描述成是圆形的,或是橄榄球形的,但是根据这些模型,有些原子核的一端也可能拥有一个永久性的突起,也就是说,它们是梨形的!事实上甚至还可能有些原子核是香蕉形状或金字塔形状的。

  不过这些不同的模型在究竟哪些原子核更加容易拥有此类不规则形状的问题上并没有达成一致的结果。

  到目前为止,科学界仅仅发现了一种梨形的原子核,即镭226,这是早在1993年便取得的发现。这种同位素相对而言比较容易操作,因为它的半衰期时间较长,而其它被怀疑拥有类似形状的同位素原子核都太不稳定了,难以进行测量和操作。

  为了在这方面寻求突破,英国利物浦大学物理学家皮特·巴特勒(Peter Butler)和他的同事们利用设在瑞士-法国边境地区的欧洲核子中心(CERN)的ISOLDE同位素分离器装置进行了研究。在实验过程中,巴特勒的小组向一小块碳化铀物质发射出一束高能质子束。巴特勒表示:“当我们的质子束击中这一材料时产生了大量的同位素粒子。”

  研究组从这些产物中分离出两种粒子:镭224和氡220。研究组随后收集这些同位素粒子并再次将其发射向第二个靶标,当这些粒子与靶标中的原子核近距离遭遇时,它便会受激并旋转,随后发出伽马射线辐射并损失能量。

  在这一过程中,原子核的形状会影响在近距离遭遇时原子核受激的难易程度。

  伽马射线探测器的数据显示,氡220的原子核会在近似圆球形和两头不对称形状之间变动震荡,但是镭224的原子核则的确是一个真正意义上的梨形,不过不是那种细长的梨,而是较为“短脖子”的梨。


责任编辑: 川夏
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