原子核是原子最重要的组成部门,也是原子质量的主要泉源。它由质子和中子两种粒子组成,从而形成了质子数和中子数这两个数目之和,我们称之为原子的质量数A。在除氢外的其他元素中,质子数差异的原子称为同位素。然则,几十年前,科学家们发现了一些新鲜的征象,一些核素的实测质量比质子和中子完全组成的质量大了一些。这些征象一度被称为“质量缺失之谜”,直到30年后才被科学家们解开谜团。
原子核现实上并不是简朴的质子和中子的线性叠加。通过高精度的丈量,科学家们发现,原子核结构中还包罗着与质子和中子作用的粒子。这些粒子被称为胶子,对原子核的质量也发生了影响。而这种影响在轻元素中并不显著,但在铁等重元素中则异常显著。
研究职员以为,这种征象的发生是由于铁等重元素中的原子核内部存在强烈的相互作用,它们相互之间的作用会导致核子的能量和动量发生变化,从而改变原子核的性子,使得它们的质量比和理论展望值差异,进而形成了“质量缺失”征象。
这个发现不仅有助于深入探讨原子核内部的结构,而且对于更好地明晰宇宙的大爆炸、恒星的演化等种种宏观物理征象都具有重要意义。