11 月 13 日消息，據(jù)高能物理研究所，北京譜儀 Ⅲ(BESⅢ)國際合作組精確測(cè)量中子的類時(shí)電磁形狀因子，實(shí)驗(yàn)結(jié)果解決了長(zhǎng)期存在的光子-核子耦合反常的問題，并觀測(cè)到中子電磁形狀因子隨質(zhì)心能量變化的周期性振蕩結(jié)構(gòu)。
中子和質(zhì)子統(tǒng)稱為核子，是構(gòu)成可見物質(zhì)世界的主要成分。迄今為止，核子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍有許多未解之謎。例如，長(zhǎng)達(dá)二十余年的光子-核子相互作用之謎。1998 年，F(xiàn)ENICE 實(shí)驗(yàn)首次測(cè)量了中子的類時(shí)電磁形狀因子，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光子-中子相互作用強(qiáng)于光子-質(zhì)子相互作用，與夸克模型預(yù)期不符。
解決上述謎題需要精確測(cè)量核子的電磁形狀因子，其是物理學(xué)家用來描述核子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，特別是電密度或磁密度分布的一類基礎(chǔ)觀測(cè)量。
然而，相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)量比較匱乏，原因在于電中性的中子在探測(cè)器中難以探測(cè)。
BESⅢ 國際合作組采用能量掃描方法，在能量區(qū)間(質(zhì)心能量 2.0-3.08GeV)剖析了正負(fù)電子對(duì)湮滅到中子-反中子對(duì)過程。研究獲得了目前中子電磁形狀因子最精確的測(cè)量結(jié)果，與 FENICE 實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，平均測(cè)量精度提高了約 30 倍。科研人員結(jié)合 BESⅢ 國際合作組先前獲得的質(zhì)子研究結(jié)果，得到了光子-質(zhì)子(中子)相互作用截面之比。該結(jié)果表明光子與質(zhì)子耦合更強(qiáng)。
此外，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)還觀測(cè)到中子電磁形狀因子分布中的一個(gè)周期性振蕩結(jié)構(gòu)。該振蕩分析受到另一項(xiàng)基于 BaBar 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的啟發(fā)。不同之處在于質(zhì)子的電磁形狀因子圍繞修改的偶極分布振蕩，而中子的則圍繞偶極分布振蕩。上述結(jié)果是理解核子電磁形狀因子的重要研究進(jìn)展。
IT之家了解到，11 月 8 日，相關(guān)研究成果作為封面文章，發(fā)表在《自然-物理》(Nature Physics)上。
