Forscher wenden das kernlose Gamow-Schalenmodell an, um den ersten angeregten Zustand des α-Teilchens zu untersuchen

Das α-Teilchen, auch Helium-4 genannt, besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Obwohl es sich um einen der am umfassendsten untersuchten Atomkerne handelt, bleibt die genaue Natur seiner angeregten Zustände unklar.

Eine aktuelle experimentelle Studie über den ersten angeregten Zustand von Helium-4, der von Wissenschaftlern mit 0+2 bezeichnet wird, hat aufgrund einer großen Diskrepanz zwischen experimentellen Daten und theoretischen Vorhersagen eine neue Debatte ausgelöst.

Um die Natur dieses Zustands besser zu verstehen, haben Prof. Nicolas Michel vom Institut für Moderne Physik (IMP) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) und seine Mitarbeiter das No-Core-Gamow-Schalenmodell verwendet, um die Struktur der Resonanz zu untersuchen 0+2-Zustand von Helium-4. Die Forschung war veröffentlicht In Briefe zur körperlichen Untersuchung und als „Featured in Physics“-Artikel hervorgehoben.

Der 0+2-Zustand von Helium-4 ist erst bei etwa 410 keV ungebunden. Es ist ein Ein-Protonen-Emitter, hat aber eine sehr kurze Lebensdauer. Die 0+2-Resonanz wurde traditionell entweder als Atmungsmodus oder als Teilchenloch-Anregung seines Helium-4-Grundzustands angesehen.

Michel und seine Mitarbeiter haben neue Beschreibungen für den 0+2-Zustand von Helium-4 geliefert. Sie sagten eine ziemlich komplexe Struktur für die 0+2-Resonanz voraus, die eine starke Kontinuumskopplung zwischen den verschiedenen Zerfallskanälen aufweist.

Es wurde festgestellt, dass die Kontinuumskopplung einen starken Einfluss auf die Natur dieses protonenemittierenden Zustands hat, und es wurde die beste Übereinstimmung mit experimentellen Daten für den Monopolformfaktor bei der experimentellen Energie erzielt.

Die Forscher schlugen vor, dass der 0+2-Zustand nicht als Atemschwingung oder Teilchen-Loch-Anregung gesehen werden sollte, sondern im Gegenteil als eine an der Schwelle ausgerichtete breite Resonanz.