科学家发现β衰变中有史以来最强的同位旋混合

中国科学院近代物理研究所(IMP)的科学家及其合作者发现了在β衰变实验中观察到的最强同位旋混合，对核力的理解提出了直接挑战。结果于12月8日作为编辑建议发表在PhysicalReviewLetters上。

1932年，诺贝尔奖获得者维尔纳·海森堡提出了同位旋的绝妙概念，以描述由质子和中子之间几乎相同的性质引起的原子核对称性。迄今为止，同位旋对称性仍然是普遍接受的惯例。

然而，由于质子-中子质量差异、库仑相互作用和核力的电荷相关方面，同位旋对称性并不严格守恒。这种不对称性导致允许的费米跃迁通过强同位旋混合分裂到许多状态，而不是在β衰变中被限制在一个状态。

探测同位旋混合在科学发现中获得了相当大的吸引力。富质子核的β衰变在探索同位旋混合中起着至关重要的作用。到目前为止，同位旋混合仅在几个β衰变实验中观察到，同位旋混合矩阵元素小于50keV，这可以用核模型很好地描述。

IMP的科学家及其合作者提供了有关同位旋混合的新数据。他们在位于兰州重离子研究中心的兰州放射性离子束线上对外来核磷26进行了β衰变实验。

通过β-延迟双质子发射的高精度核谱，科学家们清楚地识别出硅26中13055keV的等压模拟态(IAS)和13380keV和11912keV的两个新的高位态。他们测量了从硅26激发态发射的两个质子的角度相关性，表明这两个质子主要是按顺序发射的。

令人惊讶的是，科学家们在硅26中观察到了强同位旋混合双峰、IAS和13380-keV态。确定了两种状态之间的大同位旋混合矩阵元素130(21)keV，代表在β衰变实验中观察到的最强混合。

核模型无法很好地解释意想不到的实验结果。“这项工作中异常强烈的同位旋混合，可能与弱束缚(或连续体)效应或核变形有关，对我们对核力的理解提出了直接挑战，”通讯作者IMP的徐新星教授说。这项研究。