英國(guó)國(guó)家物理研究院（NPL）和英國(guó)薩里大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)為一項(xiàng)國(guó)際合作研究做出重大貢獻(xiàn)，展示了原子核分裂而產(chǎn)生的碎片如何獲得角動(dòng)量。研究人員近期在 Nature 雜志上發(fā)表了相關(guān)文章《核裂變中角動(dòng)量的產(chǎn)生》。

研究小組在法國(guó)奧賽IJC實(shí)驗(yàn)室ALTO粒子加速器設(shè)施中進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)表明，核裂變產(chǎn)生的碎片是在裂變后獲得了角動(dòng)量（或自旋），而非人們普遍認(rèn)為的在裂變前獲得。該項(xiàng)研究由來(lái)自全球16個(gè)國(guó)家、37個(gè)研究院的國(guó)際核物理學(xué)家組成的項(xiàng)目組實(shí)施，其中包括NPL核計(jì)量小組和薩里大學(xué)物理系的研究人員。

一個(gè)重核分裂為兩個(gè)并釋放能量的核裂變是在上世紀(jì)30年代末被發(fā)現(xiàn)并得到確認(rèn)的，但裂變過(guò)程中的一些問(wèn)題卻一直是難解之謎。該項(xiàng)研究解決了其中一個(gè)重要問(wèn)題，即為什么重原子核發(fā)生裂變時(shí)，即使原先的原子核完全不自旋，產(chǎn)生的碎片也會(huì)自旋。此前多數(shù)科學(xué)家普遍認(rèn)為裂變碎片的自旋是在原子核分裂之前就產(chǎn)生的，從而導(dǎo)致兩個(gè)伴侶碎片的自旋明顯相關(guān)。

為了揭示碎片自旋的產(chǎn)生機(jī)制，研究小組在A(yíng)LTO設(shè)施中誘發(fā)核裂變反應(yīng)，并對(duì)過(guò)程中產(chǎn)生的伽馬射線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量。新的綜合數(shù)據(jù)表明，裂變中的自旋實(shí)際上是在原子核分裂之后產(chǎn)生的，平均自旋與碎片質(zhì)量呈鋸齒形關(guān)系。2個(gè)碎片能以不同的質(zhì)量比分裂，它們的平均自旋似乎和伴侶碎片的質(zhì)量并無(wú)關(guān)系。

研究人員認(rèn)為，研究成果為人們對(duì)原子核的基本衰變特性之一即裂變的理解提供了重要啟示。研究中關(guān)于角動(dòng)量在核裂變中作用的新見(jiàn)解對(duì)于裂變過(guò)程的基本理解和理論描述非常重要，同時(shí)也可能對(duì)豐中子同位素的結(jié)構(gòu)研究以及超重元素的合成和穩(wěn)定性等其它研究領(lǐng)域產(chǎn)生影響。

（譯：車(chē)薇娜 / 圖：NPL）