栀子蓝

p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 近日，中国科学院上海应用物理所核物理研究室与中科院近代物理研究所、中国原子能科学院等合作，在兰州重离子加速器装置放射性束流线（RIBLL）上开展的丰质子核β缓发衰变实验测量中，观测到22Mg（镁22）在14.044 MeV的同位旋相似态（IAS态)存在明确的2He（氦2）集团双质子发射现象。相关研究成果发表在《物理快报B》上。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 放射性是不稳定原子核的重要特性之一。常见的衰变方式有α、β、γ衰变等，而双质子放射性是在质子滴线附近的偶Z核中可能存在的一种奇特衰变方式，即原子核通过同时发射两个质子的方式进行衰变。双质子发射涉及两个质子的关联与相互作用，发射方式比单个质子的发射过程要复杂得多，因此研究十分困难，而发射机制是该衰变方式中最重要的物理问题之一。双质子发射的机制可以分为三种：第一种为级联发射；第二种为直接三体发射；第三种为2He集团发射。前两种方式基本上是无关联的质子发射过程，后一种方式才是人们感兴趣的双质子发射。由于发射出的两个质子间的动量和角度关联包含了核子波函数的具体形态及核子间的相互作用等信息，因而对核结构的研究具有非常重要的科学意义。目前发现的双质子发射核只有少数几个，这给双质子衰变的系统研究带来了很大的困难。世界上各个国家的核物理实验室都在努力发现更多的双质子发射核，并对包括双质子衰变在内的原子核的奇异放射性进行深入系统的实验及理论研究。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 上海应物所研究员方德清、博士研究生王玉廷等在兰州重离子加速器装置的放射性次级束流线（RIBLL）上开展了22Al的β缓发衰变实验测量。22Al被注入厚度约为60微米的硅微条探测器时，完全被阻止在硅微条探测器中的22Al先发生β衰变，布局到22Mg的激发态，处于激发态的22Mg将再发生质子、双质子或g等衰变。实验中，探测器阵列同时测量了衰变发射出的单个或两个质子以及g射线。实验测得的带电粒子能量信号与g射线信号的符合，确认了22Mg存在从14.044MeV激发态到20Ne的第一激发态的双质子发射过程。进一步的理论模拟与实验数据比较得出，上述双质子发射过程的机制有约29%的几率为2He集团发射。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 关于22Mg的激发态双质子发射现象，上海应物所马余刚团队曾在2015年通过日本理化学研究所的RIPS束线实验测量已明确观测到在包含14.044 MeV态的较大激发能范围内（12.5~18MeV），存在约30%的2He集团发射机制（Physics Letters B 743, 306 (2015)）。 & nbsp & nbsp 此次在RIBLL上开展的实验得到的结论与其结果一致，但由于RIBLL上的实验数据中有发射的两质子能量与g射线的符合，完全确定了该双质子发射是从22Mg的14.044 MeV激发态到20Ne第一激发态的衰变过程。该实验测量结果提供了22Mg的IAS存在稀有的2He集团双质子发射的实验证据，对理解丰质子核的奇异衰变性质具有重要意义。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委“重离子物理”创新研究群体等项目的共同资助。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/a7188f8a-092a-42d3-b51b-623256420928.jpg" title=" W020180807411280688274.jpg" / /p p br/ /p

11月30日，据《科学》报道，美国佛罗里达州立大学原子物理学家Edmund Myers和David Fink将两个离子限制在一个电磁陷阱中，让它们连续转动数周，并以极高的精度比较它们的质量。随后，他们得出了迄今为止最精确的质子质量估值：1.007276466574±10-12 amu（原子质量单位）。这串数字可能帮助科学家寻找到新的力。相关研究结果发表于《物理评论快报》。　　为确定轻原子核（如质子）质量，科学家运用物理学方法，将质子这样的带电粒子垂直射入磁场，磁场会将其推向一边，这样质子就会以显示粒子质量的频率旋转。在实践中，为了提高测量精度，物理学家通过比较两种不同粒子的频率以测量它们的质量比。　　例如，在2020年，Myers和Fink测量了氘核（由一个质子和一个中子组成的原子核）和一个电离氢分子（由两个化学结合的质子组成）的质量比。这两个粒子具有相同的电荷和几乎相等的质量，所以它们以几乎相同的频率运行，增加了测量的精度。　　为了使氘核和氢离子在相同的条件下运行，Myers和Fink把它们放在同一个电磁陷阱中，并持续数周。他们将其中一个放置在一个直径4毫米的大轨道上，另一个在陷阱中心40微米的轨道上旋转，每10分钟交换一次。然而，即使是这种技术也不足以确保两个粒子的测量结果是完全可比的。Myers说：“在这10分钟内，磁场会发生变化。”　　现在，Myers和Fink已经解决了这个问题。他们重现了麻省理工学院20年前开发的技术，同时旋转氘核和陷阱中心的氢离子。研究人员将离子频率的精度提高了4倍，利用一些理论结果，他们能够确定氘核与质子的质量比为万亿分之四点五。　　最后，为了估计质子的质量，Myers和Fink将他们的测量比率与德国马克斯普朗克核物理研究所去年发表的一项对氘核质量极其精确的测量结果相结合。新的质子质量估计的不确定性是国际科学理事会数据委员会官方平均值的1/5。　　然而，该结果还不能为质子质量设定一个新的值。Myers和Fink利用电子束从氢分子中撞击出一个电子，从而产生了被捕获的氢离子。这个剧烈的过程使离子带着内部能量振动和旋转。根据量子力学，离子的振动能量或转动能量的量是离散的。当离子每次辐射出振动能量时，实验者可以观察到它的质量在下降。但为了估计它每一步的转动能是多少，Myers和Fink依赖于理论的推论，这带来了一些不确定性。　　未参与该研究的中央密歇根大学核物理学家Matthew Redshaw说，即使存在一些不确定性，但数据表明，他们估计的质子质量已经是迄今最精确的值。　　荷兰阿姆斯特丹自由大学原子和分子物理学家Jeroen Koelemeij介绍，其团队正在使用激光创造和捕获已知振动和旋转状态下的氢离子。这项技术可能会与Myers和Fink的方法相结合，以减少不确定性。

世界首台百兆电子伏紧凑型质子回旋加速器首次出束现场。 　　调束指令发出，低能量的负氢离子在电场和磁场的作用下不断旋转并加速，在达到百兆电子伏后并引出时，荧光靶上出现一道蓝色的光斑。中核集团中国原子能科学研究院自主研发的世界首台100MeV(兆电子伏)质子回旋加速器4日首次调试出束，标志着该院承建的国家重点科技工程&mdash &mdash HI-13串列加速器升级工程的关键实验设施建成，也标志该工程重大里程碑节点的实现。这将使我国跻身少数几个拥有新一代放射性核束加速器的国家。 　　ＨＩ－１３串列加速器是我国上世纪８０年代初从美国引进的唯一一台大型静电式串列加速器，曾为我国核物理基础研究、核技术应用开发等发挥了重要作用。为适应国内外科学技术发展形势，构筑我国加速器装置先进试验平台，２００３年７月，ＨＩ－１３串列加速器升级工程经原国防科工委批准立项。工程建成后将在已有串列加速器实验室的基础上，逐步形成一器多用、多器合用、多领域、多学科的科学研究平台，填补我国中能强流质子回旋加速器、高分辨同位素分离器和超导重离子直线加速器的空白，达到目前国际同类装置的先进水平，使我国成为少数几个拥有新一代放射性核束加速器的国家之一。 此次建成的１００兆电子伏质子回旋加速器直径６．１６米，是国际上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，也是我国目前自主创新、自行研制的能量最高的质子回旋加速器。它的研制成功，表明我国掌握了特大型超精密磁工艺技术、大功率高稳定度高频技术、大抽速低温真空技术等一批质子回旋加速器核心技术，取得了一系列创新性成果。 据介绍，加速器是核科学研究的重要平台，ＨＩ－１３串列加速器升级工程建成后，将广泛应用于核科学技术、核物理、材料科学、生命科学等基础研究和能源、医疗健康等核技术应用研究。 中国原子能科学研究院是我国加速器起步和发展的摇篮，１９５８年，我国第一台回旋加速器在这里建成，开创了我国原子能事业的新时代。６０多年来，原子能院引进、开发了各种能量和类型的加速器３０多台，为我国低能核物理实验、&ldquo 两弹一星&rdquo 的研究、国民经济发展等做出了重要贡献。