了解原子核的内部

原子核内部发生着许多变化。质子和中子四处旋转并相互作用。核粒子的运动及其固有角动量会产生磁矩。这些因素共同作用，使原子核成为微小的磁体。

达姆施塔特工业大学物理学教授 Achim Schwenk 解释说：“利用激光光谱法，即使是奇异的、短寿命的原子核的磁矩也可以非常精确地测定。”作为一名理论物理学家，他对原子核的第一原理描述很感兴趣。

然而磁矩的计算结果还不令人满意，对于许多原子核来说，实验测量值与计算值存在差异。

如今，Schwenk 团队取得了突破。研究人员在《物理评论快报》最新一期上发表的一篇论文中展示了磁矩计算值与测量值的一致性。

新的计算适用于从相对较轻的元素(如氧)到较重​​的元素(如铋)的原子核。“覆盖广泛的质量范围对我们来说很重要，”Schwenk 说。

二体电流的显著影响

论文第一作者宫城隆之博士此前还是 Schwenk 团队的博士后研究员，现在是日本筑波大学的助理教授，为该项目的成功做出了重大贡献。

Rodric Seutin 也为计算提供了重要贡献。作为达姆施塔特工业大学的博士论文的一部分，他在轻核计算中考虑了核粒子在磁矩测量过程中的相互作用。

在激光光谱学中，光子与核粒子耦合。核粒子同时与其他质子或中子相互作用的事实迄今为止一直被忽略。光子与相互作用的核粒子的耦合可以通过考虑所谓的二体电流来考虑。

当质子和中子在相互作用过程中交换带电粒子时，就会产生二体电流。电磁和强相互作用理论一致预测了这一点。“将二体电流考虑在内大大改善了磁矩的计算，”宫城解释说。

对亚原子物理学具有根本重要性

“我们现在在原子核描述方面迈出了决定性的一步，”施文克总结道。“电磁特性以及原子核在电磁场中的行为已经被理解，现在我们可以解决下一个问题了。”

他以中微子研究为例，补充道，二体电流在核物理和粒子物理中具有根本性的重要性。为了确定这些基本粒子的性质，它们与原子核的相互作用可能是关键。

亚原子世界还有许多东西有待探索。这项研究很复杂，需要国际合作。除了达姆施塔特工业大学的物理学家外，约翰内斯古腾堡美因茨大学、诺伊大学香槟分校、麻省理工学院和温哥华加拿大研究中心 TRIUMF 的研究人员也参与了这项研究。