了解原子核的基本性質(zhì)對于提高我們對核物理的知識及其應(yīng)用至關(guān)重要。其中一個關(guān)鍵的性質(zhì)是磁矩，它反映了核的固有磁性。準(zhǔn)確預(yù)測這些磁矩對于各種核物理工作至關(guān)重要。

原子核由質(zhì)子和中子組成，統(tǒng)稱為核子。質(zhì)子和中子具有本征自旋，它們會對核的整體磁矩做出貢獻(xiàn)。傳統(tǒng)上，理論計算依賴于單核子圖像，其中只考慮每個核子的單獨(dú)貢獻(xiàn)。這種方法對于較輕的核取得了相當(dāng)?shù)某晒Α?/p>

但是，它忽略了核子之間的相互作用。這些相互作用由強(qiáng)核力介導(dǎo)，可以顯著影響單個核子的運(yùn)動和自旋。對于較重的核，單核子方法的理論預(yù)測與實驗測量值之間的磁矩存在顯著差異。

最近的研究表明，由核內(nèi)兩個核子之間的相互作用引起雙體電流，在解釋這些差異方面起著重要的作用。這些電流代表了當(dāng)兩個核子靠近時發(fā)生的額外磁性相互作用。將這些電流納入理論模型提供了核磁矩的更完整圖像。

最近發(fā)表在《物理評論快報》上的一項研究將雙體電流納入計算磁矩的理論框架。一種有前途的方法利用了手性有效場論和價空間介質(zhì)相似性重整化群。

手性有效場論為描述低能量下的核力提供了一個系統(tǒng)性的框架。它允許構(gòu)造雙體電流算子，這些算子捕捉了核子-核子相互作用的本質(zhì)特征。價空間介質(zhì)相似性重整化群是一種強(qiáng)大的計算技術(shù)，允許物理學(xué)家解決復(fù)雜的核多體問題。

通過納入手性有效場論相互作用和電流，價空間介質(zhì)相似性重整化群提供了并行考慮單核子貢獻(xiàn)和雙體電流的框架。該研究側(cè)重于近雙幻核，這些核受到雙體電流的強(qiáng)烈影響。

這項研究的結(jié)果令人興奮。首先是改善了理論預(yù)測與實驗磁矩測量值之間的一致性。這表明雙體電流對于捕獲更重的核磁性的完整圖像至關(guān)重要。此外，該研究還強(qiáng)調(diào)了多殼效應(yīng)的重要性，其中來自核內(nèi)不同殼層的核子相互作用并為整體磁矩做出貢獻(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)揭示了單核子和雙體電流貢獻(xiàn)之間復(fù)雜的相互作用，特別是對于具有更復(fù)雜殼結(jié)構(gòu)的核。

研究表明，雙體電流的貢獻(xiàn)對于更重核變得越來越重要。這可以歸因于中心質(zhì)量依賴薩克斯項的特定算子結(jié)構(gòu)，它是雙體電流的一個組成部分，在較重的系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用。

將雙體電流納入核磁矩計算對核物理研究具有重大意義。它允許對核結(jié)構(gòu)和控制核子相互作用的力有更完整的理解。此外，準(zhǔn)確預(yù)測磁矩對于核天體物理學(xué)的應(yīng)用至關(guān)重要。磁矩在各種天體物理過程中起作用，例如電子被核捕獲和中子星的形成。

未來的研究方向包括研究雙體電流對其他核性質(zhì)的影響，例如電偶極矩和躍遷率。此外，進(jìn)一步發(fā)展包含多體電流的理論框架，對于全面理解核磁至關(guān)重要。