近日，南方科技大学物理系、核物理与和天体物理中心（CNAP）陈洁助理教授课题组联合国际合作团队揭示了¹⁰Be集团结构及其偶极共振的实验证据。相关成果以“Near-Threshold Dipole Strength in ¹⁰Be with Isoscalar Character”为题发表在学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters)上。

原子核作为量子多体系统，其复杂的内部结构一直是核物理研究的核心课题之一。核子间的强相互作用不仅形成了球形核、变形核等传统结构，还催生了更为奇特的形态，如表面密度稀疏的中子晕核以及核子聚集形成的集团结构。这些奇特结构的出现，往往伴随着局部对称性的破缺，进而可能引发偶极共振等集体激发现象，成为探测原子核内部动力学的独特探针。

偶极共振是描述系统在外部驱动下发生集体振荡的典型现象，这种现象广泛存在于多个物理科学领域。在原子核中，空间对称性的破缺可能导致偶极共振的显著增强，尤其是在接近分离阈值的能量区域。在众多奇特核结构中，集团结构是指核子在核内聚集形成的亚结构，因其独特的形成机制和物理意义备受关注。以¹⁰Be（铍-10）为例，理论预测其可能存在α粒子的集团结构，并在近期得到了实验的证实。

然而，一个更深层次的问题随之而来：¹⁰Be中的集团结构是否会对其偶极共振特性产生影响？为了回答这一问题，陈洁助理教授与美国密歇根州立大学及阿贡国家实验室的研究团队合作，在美国 FRIB 大科学装置上利用活性靶气体探测器（AT-TPC），克服了实验中的触发与弱束统计量问题，成功获得了¹⁰Be中的偶极共振态的实验证据。

图1 根据GCC方法计算的¹⁰Be原子核基态以及偶极激发态在 Jacobi 坐标下的特征；¹⁰Be被假设为两个粒子组成的核芯和两个价中子的结构

实验结果表明，¹⁰Be中确实存在由两个中子和两个α粒子组成的四体集团结构，并且这种结构显著增强了偶极共振的强度。这一发现不仅验证了理论模型的预测，还为理解不稳定核中的多体关联和集体激发机制提供了新的实验依据，为进一步探索核物质内部的复杂动力学行为开辟了新的方向。

论文的第一作者为陈洁，论文的通讯作者为陈洁、圣地亚哥德孔波斯特拉大学助理教授 Yassid Ayyad。南方科技大学为论文的第一单位。复旦大学教授周波、研究员王思敏为研究提供了理论计算。本研究得到了稀有同位素装置后加速束流线 ReA6、国家自然科学基金委面上项目以及重点项目等的基金支持。

文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.012502