尋找豐中子核素中子皮厚度的有效實(shí)驗(yàn)探針對(duì)研究不對(duì)稱核物質(zhì)的對(duì)稱能和狀態(tài)方程具有重要作用。在蘭州量子分子動(dòng)力學(xué)模型框架下，發(fā)現(xiàn)炮彈碎裂反應(yīng)中在周邊反應(yīng)產(chǎn)生的近炮彈余核的平行動(dòng)量分布受與核內(nèi)密度空間分布不確定度關(guān)系約束形成非對(duì)稱的雙高斯函數(shù)拼合結(jié)構(gòu)分布，而左側(cè)高斯分布的寬度與炮彈核的中子皮厚度存在較好關(guān)聯(lián)，可以作為提取中子皮厚度的實(shí)驗(yàn)探針，為利用炮彈碎裂反應(yīng)研究豐中子炮彈核的中子皮厚度提供了新的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)量。

中子皮厚度作為豐中子核素的關(guān)鍵性質(zhì)，與核物質(zhì)密度的對(duì)稱能和狀態(tài)方程相關(guān)，在核物理領(lǐng)域中備受關(guān)注。在過(guò)去的三十多年間，隨著對(duì)中子皮核和中子暈核研究的不斷深入，人們提出了多種實(shí)驗(yàn)探針研究豐中子核素的中子皮厚度問(wèn)題。

當(dāng)前，新一代稀有核素工廠所提供的極豐中子核束流，使中子皮厚度問(wèn)題再次成為挑戰(zhàn)。極豐中子核具有高彌散度中子分布的邊緣結(jié)構(gòu)，由于中子難以通過(guò)直接方法探測(cè)，往往需要合理構(gòu)建實(shí)驗(yàn)探針以間接方法提取其在核內(nèi)的分布。炮彈碎裂反應(yīng)中余核的產(chǎn)生與炮彈核的中子密度分布高度相關(guān)，有望從余核分布提取極豐中子炮彈核素的中子分布乃至中子皮厚度。

最近，河南師范大學(xué)重離子核反應(yīng)與光核反應(yīng)團(tuán)隊(duì)研究了炮彈碎裂反應(yīng)中的余核平行動(dòng)量分布與炮彈核中子皮厚度的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并指出其可能被用于提取豐中子核的中子皮厚度信息，成果發(fā)表在物理SCI一區(qū)期刊Nuclear Science and Techniques上，馬春旺教授為論文第一兼通訊作者。

該團(tuán)隊(duì)采用蘭州量子分子動(dòng)力學(xué)模型模擬并分析了140A MeV 48Ca + 9Be炮彈碎裂反應(yīng)產(chǎn)生余核的平行動(dòng)量分布，通過(guò)調(diào)節(jié)48Ca的中子皮厚度，觀察了不同余核平行動(dòng)量分布的變化行為。結(jié)果表明，炮彈核由于存在中子皮結(jié)構(gòu)，在動(dòng)量-坐標(biāo)不確定度關(guān)系的約束下，周邊反應(yīng)中產(chǎn)生的近炮彈余核平行動(dòng)量具有較為普遍的非對(duì)稱雙高斯分布（左右高斯分布的寬度分別記為和），并篩選出與炮彈核具有良好關(guān)聯(lián)的余核，建議以其為探針研究炮彈核的中子皮厚度。

由于余核的平行動(dòng)量分布在實(shí)驗(yàn)中可以直接測(cè)量，該成果為在新型稀有核素工廠研究豐中子核的中子皮厚度提供了一個(gè)簡(jiǎn)易的新探針?？茖W(xué)家們有可能基于該探針更好地理解豐中子核素的對(duì)稱能性質(zhì)，乃至非對(duì)稱核物質(zhì)的狀態(tài)方程。

論文鏈接：Ma,C.W.;Duan,Y.J.;Guo,Y.F.;et al.,A possible probe to neutron-skin thickness by fragment parallel momentum distribution in projectile fragmentation reactions.NUCL SCI TECH 35,(2024). https://doi.org/10.1007/s41365-024-01455-9

（物理學(xué)院 普潔）