北京谱仪III国际合作组(以下简称BESIII合作组)测量了中子的类时电磁形状因子，不仅解决了长期存在的异常光核耦合问题，还观测到了中子电磁形状因子随质心能量变
北京谱仪III国际合作组(以下简称BESIII合作组)测量了中子的类时电磁形状因子，不仅解决了长期存在的异常光核耦合问题，还观测到了中子电磁形状因子随质心能量变化的周期振荡结构。近日，相关论文发表在《自然-物理》杂志上。相关综述文章评价这一成果为“精确测量了电子-正电子对湮灭为中子-反中子对的过程，使我们能够深入了解中子内部，更好地理解其复杂结构”。
中子和质子统称为核子，是可见物质世界的主要组成部分。迄今为止，关于原子核的内部结构仍有许多未解之谜，其中之一就是困扰科学家20多年的光子-原子核相互作用之谜。1998年，FENICE实验首次测量了中子的类时电磁形状因子。实验结果表明，光子-中子相互作用强于光子-质子相互作用，这与夸克模型的预期不符。为了解决这个难题，需要更精确地测量原子核的电磁形状因子。然而，由于电中性中子很难在探测器中被探测到，相关的实验测量一直很匮乏。
BESIII合作组通过能量扫描的方法，在2.0GeV(十亿电子伏)到3.08GeV的能量范围内，研究了正负电子对到中子-反中子对的湮灭过程，实验组综合利用不同子探测器中中子和反中子的信息，有效提高了信噪比，利用100亿J/ψ介子数据精确标定了探测器中中子和反中子的探测效率和触发效率，从而获得了迄今为止最精确的中子电磁形状因子测量结果
与FENICE实验结果相比，BESIII合作组的平均测量精度提高了约30倍。结合BESIII合作组此前获得的质子研究成果，研究人员获得了光子-质子(中子)相互作用截面的比值。结果清楚地表明，光子-质子相互作用更强，验证了夸克模型的预期。
同时，实验团队还在中子电磁形状因子分布中观察到一种周期性振荡结构，揭示了核内未知的动力学机制。可能的解释包括末态散射效应和共振态干涉。(记者倪思杰)
资料来源:中国科学杂志
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