α-partikeln, även känd som helium-4, består av två protoner och två neutroner. Även om det är en av de mest omfattande studerade atomkärnorna, är den exakta karaktären av dess exciterade tillstånd oklart.
En nyligen genomförd experimentell studie om det första exciterade tillståndet av helium-4, som är märkt 0 + 2 av forskare, har väckt en ny debatt på grund av en stor diskrepans mellan experimentdata och teoretiska förutsägelser.
För att bättre förstå karaktären av detta tillstånd har professor Nicolas Michel från Institute of Modern Physics (IMP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) och hans medarbetare använt Gamow-skalmodellen utan kärnor för att studera resonansens struktur 0 + 2 tillstånd av helium-4. Forskningen publicerades i Physical Review Letters och markeras som en "Featured in Physics"-artikel.
0 + 2 tillståndet för helium-4 är endast obundet av cirka 410 keV. Det är en enprotonsändare, men har en mycket kort livslängd. 0 + 2 Resonans har traditionellt sett antingen som ett andningsläge eller som en partikelhålsexcitering av dess helium-4-grundtillstånd.
Michel och hans medarbetare har tillhandahållit nya beskrivningar för 0 + 2 tillstånd av helium-4. De förutspådde en ganska komplex struktur för 0 + 2 resonans som uppvisar en stark kontinuumkoppling mellan de olika sönderfallskanalerna.
Det visade sig att kontinuumkopplingen starkt påverkar arten av detta protonemitterande tillstånd, och den bästa överensstämmelsen med experimentella data för monopolformfaktorn vid experimentenergin erhölls.
Forskarna föreslog att 0 + 2 tillstånd ska inte ses som en andningsoscillation eller en partikelhålsexcitation, utan tvärtom som en tröskelinriktad bred resonans.
Mer information: N. Michel et al, Beskrivning av α-partikelns protonnedbrytande 0+2-resonans, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.242502
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
