在核物理學中，您常?？梢郧宄亓私夤适碌膬擅?，但最近的一項實驗允許研究人員做到這一點。他們將非常相似的原子核相互比較，以更清楚地了解原子核的組成方式，并發(fā)現還有更多關于原子核的知識。這項由能源部的托馬斯·杰斐遜國家加速器設施進行的研究，最近在《物理評論快報》上以編輯建議的形式發(fā)表。

DOE勞倫斯伯克利國家實驗室的博士后研究員Reynier Cruz-Torres解釋說：“我們想研究核結構，這基本上就是質子和中子在核內的行為。”技術。“要做到這一點，我們可以測量任何想要的核。但是要對核理論進行高精度測試，我們僅限于具有精確計算能力的輕核。測量這些輕核是一般理解核結構的基準。”

對于這一測量，研究人員關注了宇宙中最簡單和最輕的兩個原子核：氦和氫。他們專注于氦的同位素氦3，之所以這么稱呼是因為它僅包含三個主要成分：兩個質子和一個中子。他們測試的氫同位素tri也由三個成分組成：一個質子和兩個中子。

老Dominion大學和麻省理工學院的聯合博士后研究員弗洛里安·豪恩斯坦說：“它們是鏡核。因此，可以假設氦3中的質子與tri中的中子基本相同，反之亦然。”

根據研究人員的說法，通過比較這些相對簡單的原子核，他們可以了解強大的核相互作用，這是其他地方無法復制的。這是因為作為宇宙中最輕，最復雜的原子核，這些原子核是與描述不同原子核基本結構的最新理論進行比較的極好的示例。

麻省理工學院的博士后研究員，現任杰斐遜實驗室核實驗的內森·伊斯古爾研究員納森·伊斯古爾(Nathan Isgur Fellow)說：“理論計算已經存在了一段時間，但我們不知道它們有多好。”“因此，通過這項研究，我們能夠定量地說明計算的效果。我認為這是非常重要的一步。”

為了進行比較，研究人員在連續(xù)電子束加速器設施(CEBAF)(位于杰斐遜實驗室的DOE用戶設施)中的高精度實驗中測量了兩個核。

CEBAF的電子瞄準了tri和氦3的原子核，其中一些原子與原子核的質子相互作用。撞擊的質子和相互作用的電子隨后被捕獲并在杰斐遜實驗室A廳實驗室中稱為光譜儀的大型探測器中進行測量。

克魯茲-托雷斯說：“我們使用光譜儀研究那些最終狀態(tài)粒子的性質，并回頭看核，并試圖了解核在反應發(fā)生之前發(fā)生了什么。”

該實驗具有挑戰(zhàn)性和開創(chuàng)性，因為它是在更廣泛的能量范圍內以前所未有的精度進行的。此外，for數據是這些研究這些反應的第一個數據。

然后，研究人員比較了從實驗到氦3和tri原子核結構的理論計算的全部數據。他們發(fā)現，對于兩個原子核，數據通常都與理論上的實驗精度相匹配，這一壯舉被一位研究人員描述為現代核物理的勝利。但是，相對于某些計算也觀察到差異，表明需要對理論處理進行進一步改進。

“我們期望最后的氦3計算很容易與數據匹配，但實際上事實證明the的橫截面非常適合理論計算，而氦3在整個范圍內都不太適合。因此，我們需要回過頭來看看3號氦。” Hauenstein解釋說。

Dien證實，這種出乎意料的結果現在是認真進行輕核研究的動力。

Nguyen說：“以前，我們認為我們對計算非常了解。”“但是現在的結果是驅使我們進行更詳細的測量的原因，因為我們希望確保我們與理論有很好的一致性。”