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物理:スピンのそろった中性子と陽子が対となった相に対する92Pdの準位構造からの証拠

Nature 469, 7328 doi: 10.1038/nature09644

原子核の殻構造と魔法数は、核の殻モデルポテンシャルに強いスピン–軌道相互作用を導入した先駆的な研究によっておおむね説明される。しかし、核、特に安定からは程遠い核の構造を支配する核力とその機構に関する知識はまだ不完全である。中性子と陽子の数が等しい(N = Z)核では、量子数が同じ軌道を占める中性子と陽子(2つの異なるタイプのフェルミオン)の間に、より強い相関が生じる。このような相関は、通常のアイソベクトル対相関に加えて、アイソスカラー中性子–陽子対相関と名付けられた異常なタイプの核超流動が有利になるように働くと予測されている。多数の実験努力にもかかわらず、これら予測は確かめられていない。本論文では、N = Z = 46の核である92Pdの励起状態を実験で観測した結果を報告する。58Ni(36Ar,2n) 92Pd融合–蒸発反応に続いて放出されるガンマ線を、γ線、荷電粒子、および中性子に対する最新の高分解能検出器系を組み合わせて使って同定した。我々の結果から、スピンのそろったアイソスカラー中性子–陽子結合スキームを示す証拠が明らかになり、これはこれまでの予測とは異なっている。この結合スキームは、最も重いN = Z核の基底状態と低位励起状態における通常の超流動(セニョリティー結合が特徴である)に置き換わると考えられる。このような強いアイソスカラー中性子–陽子相関は核準位構造にかなりの影響を与え、また恒星内元素合成での高速陽子捕獲の力学に影響する可能性がある。

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