重离子冷却储存环原子核质量精确测量研究获重要成果

2011-3-18 16:02 来源: 中国科学院
收藏到BLOG

  中国科学院近代物理研究所科研人员利用“十一五”期间建成的国家大科学工程“兰州重离子冷却储存环(CSR)”,首次精确测量了近质子滴线短寿命核素Ge-63,As-65,Se-67和Kr-71的质量,实验数据的相对精度达到了10-6。共有来自6个国家的科学家参与了本次原子核质量的精确测量实验。研究成果发表在Physical Review Letters, 106, 112501 (2011)上。

  高精度的实验结果表明,核的形变或形状共存会影响Coulomb Displacement Energy(CDE)理论计算的可靠性;从新测到的As-65核质量数据得到其质子分离能为90(±85) keV,这首次证明As-65是质子非束缚核,确定了As同位素质子滴线的位置。本工作解决了由于缺乏As-65质子分离能实验数据而长期困扰核天体物理学界的一个重要科学问题,即:对于第一类X射线爆(Type I X-ray burst),Ge-64究竟是不是快质子俘获过程(rp-process)中的“等待点”核?利用本工作的As-65高精度质子分离能数据,基于X射线爆模型的计算发现,Ge-64不是一个重要的“等待点”核。

  原子核质量是描述原子核最基本的参数,它包含着核内有效相互作用的重要信息。精确测量远离b稳定线或近滴线原子核的质量是当前核物理学科发展的迫切要求,原子核质量数据在核天体物理中更具有重要的应用价值。因此,近质子滴线短寿命核素质量精确测量方面的国际竞争激烈。由于Ge-64,Se-68和Kr-72附近的核素对研究X射线爆(X-ray burst)以及中子星具有十分重要的意义,是世界上著名核物理实验室竞相研究的热点。

  此项研究成果标志着近物所在原子核质量精确测量研究方面走到了国际前列。


兰州重离子冷却储存环实验环


实验测量的多个核素的回旋周期谱