在原子核中增加或减少中子会导致原子核大小的变化。这反过来又引起原子电子能级的微小变化，称为同位素位移。科学家可以利用这些能量转移的精确测量来测量同位素原子核的半径。
在最近的一项研究中，研究人员用激光辅助测量了稳定硅同位素硅-28、硅-29和硅-30的核半径。他们还测量了具有14个质子和18个中子的不稳定硅32核的半径。研究人员利用硅-32核和它的镜像核氩-32(有18个质子和14个中子)半径之间的差异，为有助于描述天体物理物体(如中子星)的物理特性的变量设定了限制。这些结果是发展原子核理论、研究原子核及其组成的重要一步。
这篇论文发表在《物理评论快报》杂志上。
尽管核理论取得了进步，但科学家们对核的理解仍然面临着长期存在的挑战。例如，研究人员没有将核大小的描述与强核力的基本理论联系起来。此外，尚不清楚描述有限原子核的核理论是否能提供对核物质的可靠描述。这种特殊形式的物质由质子和中子相互作用组成。核物质包括极端条件下的物质，如中子星。电荷半径(原子核半径)的精确测量有助于解决这些悬而未决的问题。
研究人员使用原子同位素位移的激光光谱测量来测量密歇根州立大学稀有同位素束设施(FRIB)的束流冷却器和激光光谱设施(BECOLA)中不同硅同位素的核半径。
这些结果为核理论的发展提供了一个重要的基准。硅-32原子核与其镜像核氩-32之间的电荷半径差被用来约束描述中子星内致密中子物质性质所需的参数。所得结果与引力波观测和其他补充观测的约束条件一致。
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希望本篇文章《“镜像”核：连接核理论与中子星的新视角》能对你有所帮助！
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