［本站讯］近日，山东大学核科学与能源动力学院王守宇教授团队与中国科学院近代物理研究所等单位合作，在锑-112原子核中发现迄今最简并的手征双重带，取得了原子核手征对称性研究的重要进展。相关成果以“Most Degenerate Chiral Doublet Bands in Nuclei”为题发表于国际顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。山东大学博士后许文政为论文第一作者，王守宇教授为通讯作者，山东大学为论文第一完成单位。

人们熟悉的左右手互为镜像，却无法通过旋转完全重合，这种性质被称为手征对称性或手性。许多分子也有这样的“左右手”之分，但是组成生命体中的蛋白质通常只采用其中一种手性形式，这种现象称为“同型手性起源疑难”。2001、2021和2026年的诺贝尔化学奖都授予了在手性分子研究中取得突破的科学家。

图：分子手性、原子核手性及锑-112中的手征双重带

左：分子互为镜像的左右手性结构；右上：三轴形变原子核中，质子、中子与核芯集体转动的角动量构成的左右手构型；右下：本研究建立的锑-112部分能级纲图，其中带1和带2构成一对高度简并的手征双重带，红色标示本工作新建立的能级和跃迁。

从分子深入到更为微观的原子核，同样存在手性现象。对于三轴形变原子核，价质子、价中子与核芯集体转动的角动量可以形成“左手”“右手”两种内禀构型，体现手征对称性的自发破缺。量子隧穿会让两种构型发生混合，在实验室参考系下形成一对能量接近的转动带，即手征双重带。左右手构型之间隧穿越弱，双带的能级劈裂就越小。

研究团队依托中国科学院近代物理研究所兰州重离子加速器国家实验室的在束伽马终端，利用碳-12束流轰击铑-103靶，使用近物所IMP-DRAGON高纯锗伽马探测阵列，联合山东大学高纯锗探测器开展了在束伽马谱学测量。共采集约30亿个伽马-伽马符合事件，在锑-112中建立了由多条带间跃迁相连接的双带结构，即上图右下部分的带1和带2。两条带中相同自旋态的平均能量差仅为36keV，其转动特征和电磁跃迁性质均符合手征双重带的实验判据。协变密度泛函理论与全量子化三轴粒子转子模型计算支持其手性解释。

这一研究表明，纯的粒子‑空穴组态与三轴转动，是产生该高度简并现象的关键。双带极小的能级劈裂，反映左右手构型之间量子隧穿被显著抑制，为理解原子核中对称性破缺、量子隧穿与能级简并的内在关联，提供重要实验实例。该成果也为探索原子核手征量子态的可控形成与演化、有限量子多体系统量子隧穿效应调控提供新的研究思路。

本工作是依托我国在束伽马谱学实验终端取得的首项PRL成果。本研究得到国家杰出青年科学基金项目等资助。