在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上发表的一篇新论文中，在欧洲核子研究中心(CERN)的ISOLDE设施工作的研究人员描述了对ISOLTRAP实验的升级如何使他们能够确定将铟-99的原子核从基态变为长寿命激发态(称为异构体)所需的能量。这个结果是继早期的ISOLTRAP对基态铟-99的测量之后，提供了对锡-100原子核的更近距离观察——一个“双重神奇”的原子核，仅仅比铟-99高一个质子。
组成原子核的质子和中子各自完全填满轨道壳层的原子核比它们的核邻居的束缚更强。这种“双重神奇”的原子核为原子核的理论模型提供了严格的检验。
这是锡-100原子核的情况，它有50个质子和50个中子。但是这种特殊的双魔法核——它也是由同等数量的质子和中子组成的最重的核——在实验室中制造尤其具有挑战性，而且寿命相对较短。因此，研究人员转向更容易生产的核邻国，试图揭示它的秘密。
在他们最新的研究中，ISOLTRAP团队转向铟-99，特别是它的异构体，它的轨道占用稍微不同，因此比基态能量更高，导致核质量稍微大一些。利用实验中多反射飞行时间质谱仪的升级版，研究人员能够测量出在基态和同分异构体状态下受限铟-99原子核的飞行时间差异。这一微小的差异是由这两种状态下原子核质量的不同造成的，这使得确定激发同分异构体所需的能量成为可能。
然后，研究小组将结果与其他相邻铟的异构体激发能的测量结果进行了比较，包括对铟-101的新的ISOLTRAP测量。这一比较表明，直到幻中子数50，激发能基本上是相同的。这一结果与最近从ISOLDE的CRIS实验中得到的铟原子核磁矩的结果形成了鲜明的对比，后者看到它们的显著恒定值在神奇中子数82时发生了惊人的突然变化。
研究人员还将结果与几种复杂的理论计算进行了比较，包括试图从第一原理描述原子核的“从头算”计算。他们发现所有的计算都难以同时预测同分异构体的激发能和磁矩。
这些结果将指导研究人员努力发展原子核的完全从头描述，这将继续取得有希望的进展。
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希望本篇文章《深入探秘锡-100原子核的双重奇迹》能对你有所帮助！
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