英國國家物理研究院（NPL）和英國薩里大學的研究團隊為一項國際合作研究做出重大貢獻，展示了原子核分裂而產(chǎn)生的碎片如何獲得角動量。研究人員近期在 Nature 雜志上發(fā)表了相關(guān)文章《核裂變中角動量的產(chǎn)生》。

研究小組在法國奧賽IJC實驗室ALTO粒子加速器設(shè)施中進行的一系列實驗表明，核裂變產(chǎn)生的碎片是在裂變后獲得了角動量（或自旋），而非人們普遍認為的在裂變前獲得。該項研究由來自全球16個國家、37個研究院的國際核物理學家組成的項目組實施，其中包括NPL核計量小組和薩里大學物理系的研究人員。

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

為了揭示碎片自旋的產(chǎn)生機制，研究小組在ALTO設(shè)施中誘發(fā)核裂變反應，并對過程中產(chǎn)生的伽馬射線進行測量。新的綜合數(shù)據(jù)表明，裂變中的自旋實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)量并無關(guān)系。

研究人員認為，研究成果為人們對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)于角動量在核裂變中作用的新見解對于裂變過程的基本理解和理論描述非常重要，同時也可能對豐中子同位素的結(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：車薇娜 / 圖：NPL）