本网讯（材料科学与工程学部 物理学院）近日，材料科学与工程学部物理学院刘泉教授课题组在原子核对称性及其破缺机制的理论研究中取得系列重要进展，在形变核共振态、反核子共振态、质子共振态及轻核区气泡结构四个方面取得重要成果。
首次揭示形变对共振态赝自旋对称性破缺的调控机制
形变核中共振态的赝自旋对称性严格守恒条件及破缺机制此前尚不明确。课题组利用复动量表象方法研究发现，在严格对称极限下，球形核中赝自旋伙伴态完全简并，而形变本身即可破坏简并。尤为关键的是，该破缺表现出强烈的形变依赖性：扁椭球形变诱导的劈裂远大于长椭球形变，且对形变更为敏感。这一发现首次揭示了形变在共振态赝自旋对称性破缺中的不对称角色，为理解弱束缚形变核中的连续谱耦合效应和奇异结构提供了新的理论视角。
图1 形变对赝自旋能级劈裂的不对称影响
该成果以“Sign of quadrupole deformation dictates pseudospin symmetry breaking in resonant states”为题发表于核物理领域国际顶级期刊《Physics Letters B》（DOI: 10.1016/j.physletb.2026.140986）。安徽大学为唯一通讯单位，2024级硕士研究生周伟为第一作者，刘泉教授为通讯作者。合作者包括郭建友教授和2024级硕士研究生陈梦洁。
首次在反核子共振态中揭示自旋对称性
反核子共振态中的自旋对称性此前尚属空白。课题组首次对40Ca中反中子共振态进行了系统研究，发现共振自旋双重态在能量和宽度上均表现出显著近简并性，证实了自旋对称性在反中子共振态中的稳健保持，且其保持程度在连续谱阈值附近进一步改善。该工作为未来在GSI-FAIR等装置上开展反物质-原子核相互作用研究提供了理论基准，对理解反物质-原子核相互作用具有重要意义。
图2 反中子共振自旋双重态近简并
该成果以“Spin symmetry in antineutron resonant states”为题发表于核物理领域国际权威期刊《Physical Review C》（DOI: 10.1103/j924-nypg）。安徽大学为唯一通讯单位，物理学院2023级硕士研究生郑振宇为第一作者，刘泉教授为通讯作者。郭建友教授参与了本项研究。
揭示幻数N=126对质子共振态赝自旋对称性的稳定作用
质子共振态中赝自旋对称性受库仑相互作用影响的问题长期未获定量澄清。课题组系统研究了Po同位素链中质子共振态的赝自旋对称性，发现库仑排斥通常增强对称性破缺，但在幻数N=126处，能量和波函数劈裂均出现局域压低，直接证明了壳稳定化能有效抵消库仑诱导的对称性破缺。该工作建立了库仑排斥与壳效应竞争调控质子共振态对称性破缺的定量图像，为实验上寻找质子滴线附近对称性恢复的观测信号提供了理论依据。
图3 幻数 N=126 处赝自旋劈裂局域压低
该成果以“Competition between Coulomb repulsion and shell effects in pseudospin symmetry breaking of proton resonances”为题发表于核物理领域国际权威期刊《Physical Review C》（DOI: 10.1103/x57v-tlvg）。安徽大学为唯一通讯单位，2026级博士生何劲为第一作者，刘泉教授为通讯作者。郭建友教授参与了本项研究。
揭示轻核区气泡结构形成与自旋轨道相互作用的主导机制
此外，课题组与安徽理工大学史新星博士等人合作，系统研究了N=14, 16, 82幻数核中的气泡结构与壳演化，从赝自旋和自旋对称性出发，揭示了轻核区气泡结构形成与自旋轨道相互作用的主导机制，为实验上寻找轻核区气泡核候选者提供了理论参考。
图4 轻核区气泡结构的密度分布证据
该成果以“Exploring bubble structure and shell evolution at magic nuclei via the relativistic point-coupling model with similarity renormalization group”为题发表于核物理领域国际权威期刊《Physical Review C》（DOI: 10.1103/6rwh-52y2）。安徽大学为共同通讯单位，史新星博士为第一作者，刘泉教授为共同通讯作者。安徽大学陈寿万博士参与了本项研究。
上述系列研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、安徽省自然科学基金面上项目、兰州重离子加速器国家实验室高端用户项目等项目的资助。
