电子束偏振测量精度破纪录

美国能源部托马斯·杰斐逊国家加速器设施的电束核物理学家打破了近30年来测量电子束内平行自旋（简称电子束偏振测量）的纪录。这一成就或为新的偏振破纪物理发现打开大门。研究发表在最近的测量《物理评论C》上。

此次超高精度测量是精度在钙半径实验（CREX）期间实现的。该实验与铅半径实验（PREX-Ⅱ）一起进行，电束探测中等重量和重原子的偏振破纪原子核，以深入了解其“中子皮”的测量结构。“中子皮”是精度指质子和中子在密度较大的原子核内的分布。较轻的电束元素（通常是元素周期表中原子序数为20或更低的元素）通常具有相同数量的质子和中子。中等质量和重原子通常需要比质子更多的偏振破纪中子才能保持稳定。

PREX-Ⅱ和CREX分别研究具有82个质子和126个中子的测量铅208，以及具有20个质子和28个中子的精度钙48。在这些原子中，电束数量相对相等的偏振破纪质子和中子聚集在原子核的核心周围，而多余的测量中子则被推到边缘，形成一种“表皮”。

实验确定铅208具有较厚的“中子皮”，这对中子星的特性产生了影响；另一方面，钙48的表皮相对较薄。这些测量的精度均达亿分之一纳米。

在CREX实验期间，研究人员通过康普顿偏振法连续测量电子束的偏振，精度为0.36%。这超出了SLAC大型探测器（SLD）实验期间报告的0.5%精度。