アーモンド形原子核の精密測定により原子核理論を検証 (How Does Probing Almond-Shaped Nuclei Help Push the Boundaries of Nuclear Physics?)

2026-01-29 アルゴンヌ国立研究所(ANL)

米国アルゴンヌ国立研究所(ANL)の研究者は、アーモンド形状(変形核)をもつ原子核を精密に調べることで、原子核構造と核力の理解を深化させている。多くの原子核は完全な球形ではなく、伸びた形状をとるが、こうした変形核では陽子と中性子の配置や集団運動が複雑になり、核の性質に大きな影響を及ぼす。研究では、加速器を用いた反応実験と高感度検出器により、エネルギー準位や回転運動、形状変化を詳細に測定し、理論モデルの検証を行う。これにより、原子核がどのように形を保ち、どの条件で変形や相転移が起こるのかが明らかになる。成果は、未知の重元素や極端な中性子過剰核の理解、さらには宇宙での元素合成過程の解明にも貢献し、原子核物理学の基礎的限界を押し広げるものである。

アーモンド形原子核の精密測定により原子核理論を検証 (How Does Probing Almond-Shaped Nuclei Help Push the Boundaries of Nuclear Physics?)
The ATLANTIS apparatus made extremely precise measurements of unstable ruthenium nuclei. (Image by Bernhard Maass/Argonne National Laboratory.)

<関連情報>

中性子過剰ルテニウムの電荷半径における三軸性の指紋 Fingerprints of Triaxiality in the Charge Radii of Neutron-Rich Ruthenium

Bernhard Maass, Wouter Ryssens, Kristian König, Michael Bender, Daniel P. Burdette, Jason Clark, Adam Dockery, Guilherme Grams, Max Horst et al.
Physical Review Letters  Published: 10 November, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/81h5-wjkd

Abstract

We present the first measurements with a new collinear laser spectroscopy setup at the Argonne Tandem Linac Accelerator System, utilizing its unique capability to deliver neutron-rich refractory metal isotopes produced by the spontaneous fission of 252Cf. We measured isotope shifts from optical spectra for nine radioactive ruthenium isotopes 106–114Ru, reaching deep into the mid-shell region. The extracted charge radii are in excellent agreement with predictions from the Brussels-Skyrme-on-a-Grid models that account for the triaxial deformation of nuclear ground states. We show that triaxial deformation impacts charge radii in models that feature shell effects, in contrast to what could be concluded from a liquid drop analysis. This indicates that this exotic type of deformation should not be neglected in regions where it is known to occur, even if its presence cannot be unambiguously inferred through laser spectroscopy.

2000原子力放射線一般
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