中大新聞網(wǎng)訊（通訊員陳裕霞）近日，中山大學(xué)物理與天文學(xué)院堯江明教授課題組聯(lián)合中國(guó)工程物理研究院、美國(guó)密歇根州立大學(xué)和日本東京大學(xué)研究人員，在原子核結(jié)構(gòu)理論研究中取得重要突破，首次從第一性原理系統(tǒng)揭示了原子核幻數(shù)產(chǎn)生的微觀(guān)機(jī)制。相關(guān)成果以 From Spin to Pseudospin Symmetry: The Origin of Magic Numbers in Nuclear Structure 為題，于 2026 年 2 月 2 日發(fā)表在 Physical Review Letters，并被遴選為 Editors’ Suggestion 和 Featured in Physics。2023 級(jí)直博生丁晨蓉為第一作者，堯江明教授與密歇根州立大學(xué) Heiko Hergert 教授為共同通訊作者。
原子核幻數(shù)是理解核穩(wěn)定性、核素存在極限以及宇宙元素起源的核心概念。自上世紀(jì)中期核殼模型提出以來(lái)，強(qiáng)自旋–軌道耦合被認(rèn)為是幻數(shù)形成的關(guān)鍵機(jī)制，該理論奠定了現(xiàn)代核結(jié)構(gòu)物理基礎(chǔ)，并促成 1963 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的授予。然而，強(qiáng)自旋–軌道耦合為何會(huì)在原子核中產(chǎn)生，其微觀(guān)起源長(zhǎng)期缺乏第一性原理解釋。
在本工作中，研究團(tuán)隊(duì)借助重整化群思想與從頭計(jì)算方法，系統(tǒng)研究了核力在不同動(dòng)量分辨率下對(duì)殼結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著分辨率的降低，殼結(jié)構(gòu)經(jīng)歷由自旋向贗自旋對(duì)稱(chēng)性的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)幻數(shù)在該過(guò)程中自然涌現(xiàn)。該工作為經(jīng)典核殼模型提供了堅(jiān)實(shí)的微觀(guān)基礎(chǔ)，為理解奇特核結(jié)構(gòu)與元素起源問(wèn)題提供新視角，對(duì)核物理基礎(chǔ)理論的發(fā)展具有重要意義。
上述研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金的資助。丁晨蓉獲中國(guó)科協(xié)首屆“青年人才托舉工程”博士生專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃資助。
論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/8lzc-j1lx
Physics雜志評(píng)述鏈接: https://physics.aps.org/articles/v19/11
