［本站讯］近日，威海核技术前沿创新研究院团队与国内同行合作，在原子核形状与手征结构研究中取得重要进展：通过在奇奇核¹¹⁸I中首次观测到两对具有不同组态且完全基于侵入轨道的手征双重带，给出了原子核三轴形状共存的确切实验证据。相关成果以“Evidence for two distinct chiral doublet bands entirely based on intruder orbitals”为题，以Letter形式发表在国际核物理期刊Physical Review C。王守宇教授为论文通讯作者，其指导的博士研究生白洪斐为论文第一作者，山东大学为第一作者和通讯作者单位。

形状是原子核的基本内禀属性。原子核可以呈现出多种不同形状，如球形、长椭球形、扁椭球形以及三轴形状等。在相近能量下，同一个原子核还可能呈现不同形状，这种现象称为形状共存。形状共存现象为理解原子核中的组态竞争与壳结构演化提供了重要切入点，相关实验探索也对各类核结构理论模型构成了最严格的检验，因此始终是核物理研究的前沿课题之一。目前，实验上对形状共存的研究大多集中在轴对称形状之间的共存，而由于三轴形变难以直接测量，对非轴对称三轴形状共存的探索仍然非常有限。手征双重带的观测是原子核三轴形变的表征，自然地，基于不同组态的多重手征带可以被看作是三轴形状共存的直接证据。然而，以往实验报道的候选多重手征带均涉及赝自旋轨道，导致这些双带作为赝自旋双带的可能性不能被完全排除，因此，由此说明的三轴形状共存现象仍有存疑。为了给出原子核三轴形状共存的确切证据，有必要寻找不受赝自旋轨道干扰、完全基于侵入轨道的多重手征带。

图1 本工作建立的¹¹⁸I部分能级纲图

围绕这一科学问题，团队选择可能具有两种侵入组态的奇奇核¹¹⁸I作为研究对象，开展了在束伽马谱学实验。实验在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器国家实验室完成，利用¹²C束流轰击¹⁰⁹Ag靶布居了¹¹⁸I的高自旋态，进行了伽马射线符合测量、角分布测量和能级寿命测量，得到了跃迁多极性和跃迁几率。

图2 粒子转子模型计算的¹¹⁸I中两对双带在内禀系下的有效角以及在实验室系下的总角动量

经过严谨的数据分析，研究团队在¹¹⁸I中建立了四条转动带。其中，两条负宇称带和两条正宇称带分别构成两对双带。转动带的能谱、电磁跃迁几率等符合手征双重带的实验判据，协变密度泛函理论结合粒子转子模型计算重现了实验结果，并揭示出两对双带的角动量几何均具有非平面转动特征。因此，两对双带分别被指定为基于和组态的手征双重带。这是实验上首次在一个原子核中观测到两对组态不同、且完全基于侵入轨道的手征双重带，为原子核的三轴形状共存提供了确切实验证据。

该研究得到国家自然科学基金No. 12225504, No. U2167202和No.1232100项目的资助。