近代物理所實(shí)現(xiàn)csr原子核質(zhì)量精確測量
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中國科學(xué)院近代物理研究所科研人員利用蘭州重離子冷卻儲存環(huán)csre,首次測量了短壽命核素51co的質(zhì)量,并利用新的質(zhì)量數(shù)據(jù)研究了pf殼原子核同位旋非守恒相互作用的影響。
短壽命放射性原子核的質(zhì)量在核結(jié)構(gòu)及核天體物理研究中都具有非常重要的作用。基于儲存環(huán)的等時(shí)性質(zhì)量譜儀(ims),是測量短壽命放射性核素質(zhì)量的一個(gè)有力工具。
在ims中,離子在儲存環(huán)中的回旋頻率和其質(zhì)量電荷比直接相關(guān),由此實(shí)現(xiàn)離子鑒別和質(zhì)量測量。而本次實(shí)驗(yàn)中,51co27+和34ar18+的質(zhì)量電荷比非常接近,差別為5×10 6,僅靠回旋周期無法區(qū)分它們。科研人員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),離子在飛行時(shí)間探測器上產(chǎn)生的信號幅度和離子所帶電荷有直接關(guān)系;谶@個(gè)發(fā)現(xiàn),科研人員發(fā)展了一種新的離子鑒別方法,在ims中首次實(shí)現(xiàn)了儲存離子的電荷分辨,,從而測量了短壽命核素51co的質(zhì)量。通過其質(zhì)量過剩值me(51co)= 27,342(48)kev,可以得到其單質(zhì)子分離能sp(51co)=+142(77)kev。新發(fā)展的電荷分辨的ims方法,對測量質(zhì)荷比接近的原子核的質(zhì)量,特別是在核結(jié)構(gòu)研究中對具有重大意義的質(zhì)子中子數(shù)相等的原子核研究將起到重要作用。
通過新的質(zhì)量數(shù)據(jù),科研人員研究了該核區(qū)核力的同位旋對稱性。原子核的同位旋對稱性是核力電荷無關(guān)假定下的直接結(jié)果。在同位旋理論框架下,質(zhì)子和中子被認(rèn)為是同位旋分量不同的全同粒子。通過鏡像核間的庫倫位移能,可以研究同位旋對稱性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在pf殼原子核的理論計(jì)算中,必須考慮同位旋非守恒相互作用的影響。
研究結(jié)果發(fā)表于physicslettersb735(2014)327-331。
51co27+,34ar18+及鄰近核素的回旋周期、平均信號幅度及計(jì)數(shù)三維圖
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本文編號:35890
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