關于鉛（Pb）你了解多少？近日，一項發表于《物理評論快報》的新研究發現，Pb原子核中子皮的厚度驚人，是物理學家預測的兩倍。這一結果表明中子星，即超新星爆炸后留下的超致密球體，可能比一般理論預測的更堅硬、體積更大。
原子核由質子和中子組成，它們被強大的核力黏在一起，其外圍由一層純中子組成的皮包裹。
在托馬斯·杰斐遜國家加速器裝置進行Pb半徑實驗（PREX）的核物理學家，已經測量出了這層中子皮的厚度。
實驗中，研究人員將大量電子從208Pb（Pb最常見的同位素，它有82個質子和126個中子）的原子核上彈回。通過產生的電磁散射，其他物理學家先前測量了208Pb核中質子的分布，發現它的半徑延伸到5.50費米（1費米等于百萬分之一納米）。
為了探測中子，物理學家利用了電子可在微弱的核力下與質子和中子相互作用的性質。這種微弱核力的強度取決于入射的電子是向右旋轉還是向左旋轉。研究人員向Pb原子核發射一束電子，幾乎所有電子都以相同的方式旋轉，研究人員測量了它們以特定角度偏轉的概率，然后翻轉電子，使其向相反方向旋轉，并尋找兩者的差異。這種微小的不對稱性可以表明微弱核力的作用，其大小可以揭示中子的空間分布。
研究人員觀察到的不對稱性表明Pb原子核的中子皮厚度為0.28費米（誤差約為0.07費米）。這一測量結果與PREX團隊在2012年報告的結果非常吻合，但新數據將不確定性降低了一半。
這迫使物理學家開始審視基于此的一些假設，比如中子星的大小。
佛羅里達州立大學核理論學家Jorge Piekarewicz解釋說，盡管原子核的密度比中子星低，但前者可用以對后者進行推斷。更厚的中子皮意味著中子星的可壓縮性比許多理論預測的要小，那么中子星體積可能比預測的要大。
在近日發表于《物理評論快報》的另一篇論文中，Piekarewicz及同事計算出，PREX的研究結果意味著一顆質量為太陽1.4倍的普通中子星的半徑為13.25~14.25公里。而此前大多數理論得出的估計值約為10公里。
但也有學者對上述發現持懷疑態度。密歇根州立大學核理論學家Witold Nazarewicz表示，研究小組只測量了電子散射的不對稱性，將不對稱性轉化為中子皮厚度的理論也存在不確定性。“研究小組獲得的不對稱性數值也可能與Pb原子核其他性質的測量結果沖突。”（徐銳）
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