理学研究生院?绪方一介准教授担任理论解析的论文刊载于Nature
理学研究生院绪方一介准教授(同时属于大阪大学核物理研究所)所在的国际共同研究团队有关“镍78原子核(78Ni)的双幻性”的研究成果发表于国际科学杂志“Nature”(IF:41.577)。
论文名:78Ni revealed as a doubly magic stronghold against nuclear deformation
刊载URL:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1155-x
本研究介绍
绪方准教授的研究团队发现了一直未被证实过的镍78原子核(78Ni)含有双幻性的证据。
原子核在质子或中子数为确定数 (2, 8, 20, 28, 50, 82, 126)的情况下,就好像被施了魔法一样非常稳定。因此,这些数字被称为幻数。在此基础上,质子数和中子数都同幻数一致的原子核更加稳定,就被称为含有双幻性的特別原子核 (幻数的相关研究曾于1963年获得诺贝尔物理学奖)。长久以来,幻数都被当做普通的常数,质子和中子的数量在不平衡的原子核中显示出了幻数的变化,其真实情况学界仍然没有研究清楚。
跟质子相对的中子过剩的原子核在自然界中并不存在,一般认为地球上的金、铂、铀等重元素是由中子过剩的原子核生成的。中子过剩的世界中发现了什么幻数直接决定了其合成方式。本次的研究对象是镍78,它的质子数为28、中子数为50,是存在含有双幻性的可能的。另外,中子是质子的将近2倍,因而一般被当做极其不稳定的原子核。
绪方准教授的研究团队使用我校理化学研究所的加速器在世界上首次成功通过原子核反应实现镍78的Y射线分光。首先通过实验掌握了证实其有幻性的证据,即Y射线,进而通过理论计算,证实镍78含有双幻性。本次成果可能会推动解释宇宙进化过程中重元素合成方式的进展,可能会具有划时代的意义。绪方准教授的专业是原子核反应理论,主要利用反应(冲突)研究原子核的各种性质,在宇宙进化的过程中原子核是怎样形成的等问题。绪方准教授是原子核反应理论的带头人,世界知名,参与到国内外众多合作研究中。
绪方准教授点评
我清楚记得我上学的时候看到课本上写的“幻数”,当时就感觉非常吸引我。但更让我吃惊的是当时在课本中学到的7个幻数,实际并非符合所有的原子核。我亲眼通过最先进的研究看到课本的内容作更改,感受到科研世界的厉害。
时至今日,我有机会从事证明镍78双幻性的科研工作,镍78是原子核物理学最具代表性的中子过剩核。这项工作能够成功完成靠的是理化学研究所里的RIBF实验设备,更靠的是参与测试的大家(包括操作加速器的)。但是要解释测试数据的物理学意义,一定是需要理论的。尤其是通过散乱的实验中得到的数据来解释围观世界的性质的过程中,反应理论很重要。本次参与到这次里程碑式的工作,能够负责反应理论的计算,我感到很开心很自豪。
参考资料
2019年5月2日发布 理化学研究所“幻数研究金字塔”
http://www.riken.jp/pr/press/2019/20190502_1/