美國華盛頓特區(qū)國際冬季會議和核技術博覽會致力于推動、培育并促進核科學與技術的發(fā)展及其應用，以造福社會。展會讓與會者一睹新技術的應用，并為與會者提供許多機會，在友好輕松的氛圍中享用美食、享受樂趣的同時，增進彼此之間的交流，建立新的專業(yè)關系。
布魯克海文國家實驗室最近發(fā)表的一項研究，為研究原子核結構提供了一種全新的高能方法?？茖W家們一直在使用相對論重離子對撞機（RHIC，簡稱STAR）的螺線管追蹤器來追蹤粒子加速器中離子碰撞產生的粒子。
STAR合作組織：這項研究由STAR合作組織開展，這是一個由來自12個國家55個機構的數百名科學家和工程師組成的國際團隊。在實驗中，研究人員“不僅量化了原子核的整體形狀——無論是像足球一樣被拉長還是像橘子一樣被壓扁——而且還測量了原子核的微妙的三軸性，即三個主軸之間的相對差異，這種差異決定了原子核的形狀介于‘足球’和‘橘子’之間，”論文合著者、紐約州立大學石溪分校物理學和天文學兼職教授賈江勇說道。
低能極限：本研究中使用的高能方法與物理學家長期以來用于研究原子核形狀和結構的低能實驗形成了鮮明對比，例如觀察激發(fā)態(tài)原子核衰變過程中發(fā)射光子的非侵入性光譜技術。這些方法存在局限性，因為它們無法提供原子核中質子空間排列的細微變化信息——這些變化發(fā)生得太快而無法被探測到。低能方法也無法直接觀測原子核中的中子。
STAR 研究人員總結了這個問題：“在這些（低）能量下，它們的（原子核）瞬時形狀被長期尺度的量子漲落所掩蓋，使得直接觀察變得具有挑戰(zhàn)性?！?/span>兩顆鈾原子核碰撞產生的帶電粒子軌跡的藝術呈現，與RHIC的STAR探測器草圖重疊。
碰撞特定快照：在STAR探測器使用的原子核成像技術中，研究人員寫道：“我們引入了集體流輔助的原子核形狀成像方法，該方法通過以超相對論速度碰撞原子核并分析逸出碎片的集體響應來對原子核的整體形狀進行成像。該技術捕捉了原子核內部空間物質分布的碰撞特定快照，并通過流體動力學膨脹，將模式印刻在探測器觀測到的粒子動量分布上?！?/span>
通過利用高能技術對許多不同的碰撞進行一系列“快照”，研究人員能夠收集比傳統(tǒng)低能技術更多的信息并觀察到更多的結構復雜性。
為了驗證他們研究原子核結構的新方法是否與傳統(tǒng)方法基本一致，研究人員將他們的發(fā)現與先前已知的發(fā)現進行了比較：“我們以基態(tài)鈾238原子核的碰撞作為基準，鈾238原子核以其細長的軸對稱形狀而聞名。我們的研究結果表明，原子核基態(tài)存在較大的變形，且略微偏離軸對稱性，這與之前的低能實驗結果大致一致。”
關于鈾的驚人發(fā)現：這項研究的主要目的是建立一種新的原子核成像方法。然而，在研究過程中，研究人員還發(fā)現了一些關于鈾原子核的驚人新信息。據此，“科學家們觀察到的并非僅僅導致鈾原子核‘長軸’伸長的單一主軸的扭曲，而是三個主軸都存在差異，這表明鈾原子核比之前認為的更為復雜。”
BNL 表示，STAR 團隊為破譯原子核形狀所做的工作“與一系列物理學問題息息相關，包括哪些原子最有可能在核裂變中分裂，重原子元素在中子星碰撞中如何形成，以及哪些原子核可以為發(fā)現奇異粒子衰變提供線索。利用對原子核形狀的深入了解，還將加深科學家對模擬早期宇宙的粒子湯初始條件的理解，該粒子湯是在 RHIC 高能粒子碰撞中產生的。該方法可用于分析來自 RHIC 的更多數據以及從歐洲大型強子對撞機的核碰撞中收集的數據?！?/span>
賈教授指出，這項研究已經對核物理學界產生了影響?！斑@項研究涉及許多跨學科領域。核物理學包含許多分支領域。通常，每個領域都使用自己的工具——理論和實驗。但由于這些成果，世界各地的低能核結構和核反應領域都引起了關注。組織了多次研討會、會議和研討會，探討核物理學中高能和低能前沿之間的聯系，這有助于我們更好地相互理解?！?/span>
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下屆展會時間：2025年11月09號~11月12號
展會行業(yè)：能源
