中国核技术网讯：美国的物理学家做出了令人惊讶的发现，即两个质子和中子数量精确镜像的核同位素具有不同的基态。由马萨诸塞州洛厄尔大学的Daniel Hoff和Andrew Rogers领导的研究人员在调查天文学X射线爆发的核物理时，偶然发现了这种镜像对称违规现象。他们的发现可能会对我们掌握原子核的物理学知识产生深远的影响。
粒子物理学中的许多过程都具有源于守恒定律的特性，守恒定律描述了在整个核反应和衰变过程中一定数量的物质必须保持相同的状态。这些定律产生的一种效应称为“镜对称性”，与同位素“伙伴”有关，其质子和中子的数量彼此精确地转换。已知这样的伙伴在角动量和奇偶性方面具有相同的基态。这反映了质子和中子在原子核中的行为相似-这是核物理理论的基础。
在他们的研究中，霍夫及其同事研究了锶-73(38个质子和35个中子)和溴-73(35个质子和38个中子)。然而，他们最初的计划是研究另一种同位素铷-73表现出的快速质子捕获。人们认为该过程与某些天体X射线爆发有关。铷-73的寿命很短，研究小组是通过锶-73的贝塔衰变产生的。
研究人员首先使用密歇根州立大学的国家超导回旋加速器实验室设施，将一束含有锶-73的原子核发射到一堆硅探测器中。在减慢速度后，原子核通过发射一个正电子，然后发射一个质子，衰变为锶-73。
通过观察这两种粒子是如何从同位素中释放出来的，我们可以了解到铷-73是如何捕获质子的。然而，他们的分析导致了一个完全出乎意料的发现:锶-73的基态必须与铷-73的基态相同。结果令人惊讶，因为锶-73是另一种同位素溴-73的镜像伙伴，溴-73的基态与霍夫及其同事测定的锶-73的基态不同。这意味着锶-73和溴-73似乎违反了镜像对称。
研究人员认为，这种违规行为可能是多种因素共同作用的结果，其中包括两者之间的形状差异，但是还需要进行更多的实验来确认他们的影响。这些方法包括直接测量73锶的质量，还使用β核磁共振(β-NMR)来确定同位素的基态自旋。
该小组已经计划进行进一步的实验。这项研究在《自然》中有描述。
