核物理学家在镜核中发现超辐射的证据

当原子核达到高激发能时就会出现超辐射。

核物理学家将原子核称为量子多体系统，因为它们是由许多以复杂方式相互作用的粒子形成的。

原子核可以吸收能量，使它们进入激发态。然后这些状态通过衰变失去能量并可能发射不同的粒子。

衰变和粒子发射的各种过程称为衰变通道。

激发态的内部特性和不同的衰变通道之间的相互作用产生了有趣的现象。

这些现象之一是超辐射，当原子核达到高激发能量时就会发生这种现象。

德克萨斯农工大学和佛罗里达州立大学回旋加速器研究所的物理学家亚历山大·沃利亚博士说：“不稳定量子系统中的共振是辐射态，尽管总体归一化衰减，但仍具有明确的结构，并通过传出辐射进行平衡。”和他的同事们。

“传出波与内部量子多体动力学之间的这种相互作用导致了几种独特的效应。”

“其中一个被称为超辐射或对齐，由于衰变或与连续体的虚拟耦合，状态会经历重组，使其波函数与衰变通道对齐，从而促进衰变。”

“这种效应在理论上很好理解，并且与反应物理学的基本性质密切相关。”

“在开放量子多体系统中直接观察超辐射是很困难的，因为很难找到相同的复杂量子系统，这些系统仅在与描述衰变的反应状态连续体的耦合方面有所不同。”

为了寻找原子核中超辐射的证据，核物理学家寻找具有相同内部结构但不同衰变通道的两个系统。

镜像核具有相同的质子和中子总数，但其中一个的质子数等于另一个的中子数。

镜像核的内部结构是相同的，因为无论是两个质子、两个中子、还是一个质子和一个中子之间的核力都是相同的。这使得核力电荷独立。

然而，由于每个系统的质子数不同，两个系统中的电荷排斥力不同，因此衰变通道不同。

在这项新研究中，Volya 博士和合著者在氧 18 和氖 18 的 α 衰变态之间的差异中发现了超辐射效应的证据。

他们通过在厚氦 4 气体靶上散射放射性不稳定的氧 14 束来研究氖 18 的结构。

气体目标使作者能够测量传入和传出粒子的轨迹，并生成核事件的完整重建。

正如根据核力的电荷独立性所预期的那样，研究人员发现两个原子核中的镜像态之间存在对应关系，尽管在比较镜像态强度时出现了一些差异。

如果原子核的内部结构相同，则期望镜面能级具有相同的强度，但在这些情况下，与稍微不同的衰变通道对齐会产生观察到的差异。

“我们将这些差异解释为超辐射效应的证据，”物理学家说。

他们的研究结果发表在《物理评论 C》杂志和《通信物理》杂志上的两篇论文(论文 #1和论文 #2 )中。