第一个轻原子核具有第二个面

在某种程度的近似中，原子核看起来像在大多数情况下或多或少地扭曲的球体。当细胞核被激发时，它的形状可能会发生变化，但只能在极短的时间内发生变化，之后它会恢复到原始状态。到目前为止，只有在最大质量的元素中才能观察到原子核相对永久的“第二面”。在一项壮观的实验中，来自波兰，意大利，日本，比利时和罗马尼亚的物理学家首次成功地将其登记在被认为是光的核心中。

原子核能够根据它们所具有的能量或它们旋转的速度来改变它们的形状。仅与能量的增加相关的变化(因此不考虑自旋)仅在最大质量的元素的核中相对稳定。现在，事实证明，更轻元素(如镍)的核也可以在新形状中持续更长时间。这一发现是由意大利Universita'Digli Studi di Milano(UniMi)，波兰科学院核物理研究所(IFJ PAN)在克拉科夫，罗马尼亚国家物理与核工程研究所( IFIN-HH)，日本东京大学和比利时布鲁塞尔大学。实验准备所需的计算证明是如此复杂，以至于需要大约一百万个处理器的计算机基础设施来执行它们。这项工作并没有浪费：该杂志的编辑们对这一成就的出版物进行了区分物理评论快报。

原子核由质子和中子构成，通常被认为是球形结构。然而，实际上，大多数原子核是在较大或较小程度上变形的结构：沿一个，两个或有时甚至所有三个轴变平或伸长。更重要的是，正如球根据手上施加的力或多或少变平，因此原子核可以根据它们所拥有的能量来改变它们的变形，即使它们没有旋转。

“当给原子核提供适量的能量时，它可以转变成具有与基本状态不同的形状变形的状态。这种新的变形 - 说明性地说：它的新面孔 - 然而，非常不稳定。就像一个球在扭曲它的手被移除后恢复到它的原始形状，因此核恢复到它的原始形状，但它做得那么多，更快，十亿分之一秒十亿分之一或一个因此，不是谈论原子核的第二面，而是谈论一个鬼脸可能更好，“Bogdan Fornal教授(IFJ PAN)解释说，他的研究小组包括Nata​​lia Cieplicka-Orynczak博士， Lukasz Iskra博士和Mateusz Krzysiek博士。

在过去的几十年中，已经收集证据证实在少数元素的核中存在具有变形形状的相对稳定的状态。测量表明，一些act系元素的原子核 - 原子序数从89(act)到103(law)的元素 - 能够保持其“第二面”甚至比其他原子核长数千万倍。Act系元素是质子和中子总数远远超过200的元素，非常庞大。到目前为止，在较轻元素的非旋转核中，从未观察到具有变形形状的激发态，其特征在于增加的稳定性。

“我们与20世纪90年代初在布鲁塞尔大学工作的Michel Sferrazza教授一起指出，核激发的两个理论模型预测存在相对稳定的状态，在轻元素的核中具有变形的形状。不久，出现了第三个模型也得出了类似的结论。我们注意到了镍-66，因为它存在于所有三个模型的预测中，“Fornal教授回忆说。

然而，最近才出现了在Ni-66核中通过实验寻找具有变形形状的相对稳定状态的可能性。由Silvia Leoni教授(UniMi)提出的新实验方法结合东京大学理论家开发的计算极其复杂的蒙特卡罗壳模型，可以设计出合适，准确的测量方法。该实验在罗马尼亚国家物理与核工程研究所(IFIN-HH)运行的9 MV FN Pelletron Tandem加速器上进行。

在布加勒斯特的实验中，用-18的核核燃烧了镍-64的靶。相对于氧-16，这是大气氧的主要(99.76%)同位素，这些核包含两个额外的中子。在碰撞过程中，多余的中子都可以转移到镍核中，从而产生镍-66，其基本形状几乎是理想的球形。通过适当选择的碰撞能量，由此形成的一小部分Ni-66核达到具有变形形状的特定状态，如测量所示，其证明比与显着变形相关的所有其他激发态略微稳定。换句话说，细胞核处于局部的，最小的潜力。

“由我们测量的Ni-66核的变形形状的寿命延长并不像act系元素那样壮观，它达到了数千万次。我们只记录了五倍的增长。然而，测量因为这是在轻核中首次观察到这种情况，“Fornal教授总结道并强调，回归到基本状态的测量延迟时间对应于新理论模型提供的值的可接受程度，进一步加强了成就的实现。早期的核结构模型都没有允许这样详细的预测。这表明新的理论方法应该有助于描述尚未发现的数千个核。