科研進展
科研人員揭示原子核中張量力驅(qū)動的核子短程關(guān)聯(lián)
近期，中國科學(xué)院近代物理研究所、重離子科學(xué)與技術(shù)全國重點實驗室科研團隊與合作者利用不同能量的質(zhì)子束流轟擊氧-16靶，揭示了張量相互作用在原子核高動量成分中的關(guān)鍵作用，在原子核短程核子對關(guān)聯(lián)研究中取得新進展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《Physics Letters B》。
原子核內(nèi)的短程關(guān)聯(lián)是核物理研究的前沿，其中張量相互作用作為核子–核子相互作用的核心組成部分，能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生強烈的質(zhì)子–中子關(guān)聯(lián)以及高動量核子成分。這些高動量成分不僅直接影響到遠離穩(wěn)定線原子核的殼層結(jié)構(gòu)與幻數(shù)演化，也在核物質(zhì)飽和密度的建立過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，是理解奇特原子核和中子星結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)。然而，如何靈敏地探測稀有同位素中由張量關(guān)聯(lián)所驅(qū)動的高動量核子，一直是實驗研究面臨的突出挑戰(zhàn)。
針對這一挑戰(zhàn)，研究團隊依托德國GSI亥姆霍茲重離子研究中心的碎片分離器（FRS），利用四種不同能量的質(zhì)子束流轟擊氧-16靶，系統(tǒng)測量了零度方向的中子拾取反應(yīng)截面。通過比較布居氧-15核中正宇稱態(tài)和負宇稱態(tài)的反應(yīng)截面，研究人員發(fā)現(xiàn)：躍遷到正宇稱態(tài)的反應(yīng)截面表現(xiàn)出顯著增強，證實了高動量中子的貢獻；而負宇稱態(tài)躍遷受此效應(yīng)影響很小。正宇稱態(tài)與負宇稱態(tài)的反應(yīng)截面比隨動量轉(zhuǎn)移急劇上升，該結(jié)果與包含張量相互作用的理論預(yù)言高度吻合。
這一結(jié)果表明，零度中子拾取反應(yīng)是靈敏探測原子核中高動量核子成分的理想探針。該方法為中高能放射性束流條件下開展奇特原子核短程關(guān)聯(lián)研究開辟了新路徑。未來，研究團隊計劃依托強流重離子加速器裝置（HIAF）的高能放射性束流線（HIRIBL），進一步利用該方法探索豐中子核中由張量力驅(qū)動的新奇結(jié)構(gòu)。
此工作由近代物理所、重離子科學(xué)與技術(shù)全國重點實驗室聯(lián)合北京航空航天大學(xué)、日本大阪大學(xué)、德國GSI亥姆霍茲重離子研究中心、日本理化學(xué)研究所等單位共同完成。論文第一作者為北京航空航天大學(xué)王選助理教授，通訊作者為近代物理所王惠仁和Terashima Satoru研究員。
該研究得到了中國科學(xué)院國際人才計劃、中國科學(xué)院國際合作局國際伙伴計劃、國家自然科學(xué)基金、甘肅省科技重大專項等項目的支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.physletb.2026.140563
圖：（左）中子拾取反應(yīng)示意圖。高速質(zhì)子從氧-16核中“帶走”一個動量匹配的中子，形成氘核飛出（類比：滑冰選手從旋轉(zhuǎn)搭檔中帶走速度相當?shù)某蓡T）。（右）正宇稱與負宇稱態(tài)截面比隨動量轉(zhuǎn)移的變化。紅點：本實驗數(shù)據(jù)；白點：文獻值；曲線：理論預(yù)言。峰值出現(xiàn)在約2fm-1，證實張量力驅(qū)動的中高動量成分。
（放射性束物理室 供稿）
