科技日?qǐng)?bào)記者 頡滿斌 通訊員 余若怡
3月31日，記者從蘭州大學(xué)獲悉，該校核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、稀有同位素前沿科學(xué)中心牛一斐教授團(tuán)隊(duì)在核物理領(lǐng)域取得重大突破，成功揭示了原子核電磁輻射譜中低能增強(qiáng)現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制，破解了困擾學(xué)界20余年的科學(xué)謎題。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。
原子核的電磁輻射譜體現(xiàn)為“γ射線強(qiáng)度函數(shù)”。γ射線強(qiáng)度函數(shù)是原子核電磁躍遷幾率的統(tǒng)計(jì)描述，能夠顯示處于高激發(fā)態(tài)的原子核輻射不同能量γ光子的平均輻射強(qiáng)度。γ射線強(qiáng)度函數(shù)中的低能增強(qiáng)現(xiàn)象是指γ光子能量趨向于零時(shí)，平均輻射強(qiáng)度的指數(shù)上升現(xiàn)象，一般出現(xiàn)在形狀接近球形的原子核中。
“低能增強(qiáng)現(xiàn)象對(duì)原子核的中子俘獲率非常重要，因此能夠?qū)τ钪嬷械脑睾铣蛇^程產(chǎn)生重要影響?！迸Ｒ混辰榻B。然而，該現(xiàn)象自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，其產(chǎn)生機(jī)制始終是一個(gè)謎團(tuán)。
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用投影殼模型，成功重現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)觀測到的γ射線強(qiáng)度函數(shù)的低能增強(qiáng)現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，低能增強(qiáng)現(xiàn)象源于原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的一種新型集體運(yùn)動(dòng)模式——“剪刀轉(zhuǎn)動(dòng)”。該模式表現(xiàn)為質(zhì)子和中子近乎自由地相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，成為人們所熟知的“剪刀振動(dòng)”之外，質(zhì)子、中子相對(duì)取向自由度上的另一種新的集體運(yùn)動(dòng)模式。
“該研究破解了低能增強(qiáng)現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制，為核天體物理的進(jìn)一步研究提供了關(guān)鍵理論基礎(chǔ)?！迸Ｒ混潮硎?。
