科技日报记者 张梦然

　　美国能源部托马斯·杰斐逊国家加速器设施的核物理学家打破了近30年来测量电子束内平行自旋（简称电子束偏振测量）的纪录。这一成就或为新的物理发现打开大门。研究发表在最近的《物理评论C》上。

　　杰斐逊实验室的康普顿偏振计激光系统用于测量电子的平行自旋，在杰斐逊实验室的钙半径实验期间进行对准。

　　图片来源：杰斐逊实验室/DAVE GASKELL

　　此次超高精度测量是在钙半径实验（CREX）期间实现的。该实验与铅半径实验（PREX-Ⅱ）一起进行，探测中等重量和重原子的原子核，以深入了解其“中子皮”的结构。“中子皮”是指质子和中子在密度较大的原子核内的分布。较轻的元素（通常是元素周期表中原子序数为20或更低的元素）通常具有相同数量的质子和中子。中等质量和重原子通常需要比质子更多的中子才能保持稳定。

　　PREX-Ⅱ和CREX分别研究具有82个质子和126个中子的铅208，以及具有20个质子和28个中子的钙48。在这些原子中，数量相对相等的质子和中子聚集在原子核的核心周围，而多余的中子则被推到边缘，形成一种“表皮”。

　　实验确定铅208具有较厚的“中子皮”，这对中子星的特性产生了影响；另一方面，钙48的表皮相对较薄。这些测量的精度均达亿分之一纳米。

　　在CREX实验期间，研究人员通过康普顿偏振法连续测量电子束的偏振，精度为0.36%。这超出了SLAC大型探测器（SLD）实验期间报告的0.5%精度。