科学家观测到飞秒强激光驱动的原子核同质异能态

科学家观测到飞秒强激光驱动的原子核同质异能态 近日，上海交通大学张杰院士团队与复旦大学马余刚院士团队合作，首次在实验中观测到飞秒激光驱动产生的原子核同质异能态。相关研究网页链接以《飞秒泵浦时抖动电子与离子库伦碰撞所产生的同质异能态》为题，在《物理评论快报》上发表。

在该项研究中，团队利用一台百太瓦级桌面型激光器为驱动源，观测到了Kr83核素的同质异能态（其能级为42keV，寿命为1.83小时）。其峰值产生效率达2.34E15 p/s，超出传统加速器所能达到的峰值产生率数个量级。

理论分析表明，近固体密度的电子在强激光场和等离子体团簇共同作用下会多次往返抖动形成共振，增加电子与原子核的相互作用机会，进而大幅提高同质异能素的产额。理论分析同时表明，该实验条件下的同质异能态可能主要来自于库伦激发机制，但不排除另外一种重要激发机制NEEC（即电子俘获核激发）的存在。NEEC是原子核内转换的逆过程，实验上尽管经过数十年的寻找，但仍没确切被证实。

合作团队在近期发表的另一篇综述文章指出，目前存在于原子和原子核尺度之间（也就是纳米和飞米尺度之间）的一些物理困惑，包括质子电荷半径、中子寿命、深度狄拉克态等，有望通过强激光等离子体为平台进行研究。网页链接