近日，中國科學院近代物理研究所科研人員等依托蘭州重離子加速器冷卻儲存環，首次精確測量了極缺中子原子核硅-22的質量，發現在硅-22中質子數14是一個新幻數。
原子核由質子和中子構成。當原子核的質子數或中子數為2、8、20、28、50、82、126時，原子核表現出相對穩定的性質。這些數字被稱為幻數。
近年來，隨著核物理研究向遠離穩定線的奇特原子核推進，研究人員在某些奇特核中發現了新幻數。但是，這些新幻數幾乎都是中子幻數，新的質子幻數在實驗上鮮有報道。
此前，科學家發現在氧-22中，中子數14具有“幻數”特征。根據核結構的鏡像對稱性，理論預言，在氧-22的鏡像核硅-22中，質子數14應是一個幻數。硅-22是目前已知的最缺中子的硅同位素，因其產生截面小、壽命短，在實驗中產生和測量均面臨較大挑戰，該理論預言未被實驗證實。
研究團隊基于蘭州重離子加速器冷卻儲存環，利用改進后的磁剛度識別等時性質譜術，克服參考核極少的不利條件，測量了硅-22原子核的基態質量，并將團隊此前首次測量的硅-23質量的精度提高了近7倍。
基于新的質量數據，該研究揭示了新質子幻數14在硅-22中出現。同時，該結果得到當前先進核理論模型計算的支持。進一步，研究發現，硅-22具有和氧-22相似的雙幻特性，但其結構與氧-22存在輕微的對稱性破缺。
上述研究深化了科研人員對奇特原子核結構的認識，對理解原子核中核子之間相互作用、探索極端條件下原子核的存在邊界具有重要意義。
7月2日，相關研究成果發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項（B類）等的支持。該工作由近代物理所和意大利國家核物理研究院合作完成。
論文鏈接
硅-22及其鏡像核氧-22結構示意圖。研究通過硅-22的質量測量并結合理論計算發現，硅-22具有與氧-22相似的雙幻結構，但同時存在輕微的對稱破缺，具有更外延的質子空間分布。
本文鏈接：原子核質量測量揭示新質子幻數http://www.sq15.cn/show-12-1422-0.html
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