中国和南非合作组发现原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺的证据

对称性及其破缺是基本的科学问题。手征对称性和空间反射对称性在自然界中广泛存在。Frauendorf和北京大学物理学院教授孟杰预言了原子核手征对称性的自发破缺，并得到实验证实，引起广泛关注。原子核空间反射对称性的自发破缺发生在具有八极形变（例如梨形）的原子核中，这关联着基本的CP对称破缺问题，有助于研究超出标准模型的新物理。

自2003年起，北京大学和南非Stellenbosch大学致力于推动中国和南非在核物理方面的合作研究。2006年10月，北京大学与南非Stellenbosch大学签署了校际学术交流协议。2009年3月起，孟杰教授领导并推动来自中国、南非、匈牙利、德国等国的合作组在南非iThemba LABS国家实验室开展手性原子核方面的实验研究，并取得一系列成果。

最近，来自山东大学（威海）、北京大学、北京航空航天大学、中国科学院理论物理所、清华大学和南非、匈牙利等国的科学家，利用南非iThemba LABS国家实验室的加速器和探测器阵列，通过重离子熔合蒸发反应研究了Br-78的能级结构，发现了两对宇称相反的手征双重带和它们之间的电偶极跃迁。协变密度泛函理论和粒子转子模型计算表明，这是在不同的手征双重带之间存在八极关联的证据。该工作首次发现了原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺的证据，促进了对原子核对称性自发破缺和恢复的理解，具有重要的科学意义。

该工作最近以Evidence for Octupole Correlations in Multiple Chiral Doublet Bands为题发表在Physical Review Letters，并被遴选为封面文章。

论文第一作者为山东大学（威海）研究生刘晨，通讯作者为山东大学（威海）王守宇（2005-2007年在北京大学做博士后研究）、张双全和北京大学孟杰。北京大学参与人员还包括徐川、李湘庆、华辉、陈启博等。

该项研究工作得到了中国-南非政府间科技合作项目、国家973计划、国家自然科学基金委以及北京大学核物理与核技术国家重点实验室等的支持。

编辑：安宁