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原子核由質子和中子等核子組成,它們通過核力或強相互作用結合在一起。這種力使質子和中子形成束縛態;然而,當只涉及兩個中子時,吸引力稍微不足以創建這樣的狀態。這就提出了一個問題:四個中子就足夠了嗎?這個問題吸引了原子物理學家,他們積極尋求在理論和實驗領域解開這個謎團。
對于弱束縛核,其中沒有來自中心的強吸引力,將兩個中子視為一個單元對于理解四中子相關性至關重要。因此,由大阪都立大學研究生院研究生院堀內渡副教授和板垣直之教授領導的研究小組重點研究了構成氦同位素8He中四個額外中子的兩個中子對之間增強相關性的可能性。。(8他含有兩個質子,總共六個中子。)該團隊進行了廣泛的量子力學方程計算,并成功證明了分布在 4 周圍的雙中子-雙中子簇的存在。在展示這些簇的排列之前,他先進行了核心分析。
堀內教授表示:“質子和中子不平衡的原子核(例如8 He)并不自然存在于地球上,但據信在宇宙環境中(例如恒星)通過核合成過程大量產生。我們的研究結果為仍然很大程度上未知的中子結合形式提供了新的見解,并加深了我們對我們周圍元素起源的理解。”
他們的研究結果發表在《Physical Review C》(快報)上。