“原子核巨共振由核內核子集體運動所引起,其不僅在核結構研究中具有基礎性作用,而且可以作為約束核狀態方程的手段,對理解超新星爆炸和中子星結構等一系列天體物理過程至關重要。”團隊負責人介紹,電子散射是目前測量具有更高多極性的同位旋矢量巨共振的主要實驗手段,但由于實驗探針的多極選擇性不足以及數據提取的模型依賴性過強,其獲得的躍遷強度和共振寬度等關鍵參數的不確定度較大。對此,團隊基于準粒子無規相位近似模型,將電子的軌道角動量引入傳統理論框架中,發展了角動量分辨的非彈性散射理論。
研究發現,無論平面波還是渦旋電子激發巨共振,散射電子的角動量狀態均與原子核磁量子數相關聯,通過精確測量散射電子態,可實現多極共振躍遷強度的模型無關提取。此外,平面波電子激發巨共振可有效產生具有軌道角動量的渦旋電子;而渦旋電子激發巨共振的微分散射截面與碰撞參數的依賴關系,為探測相對論高能渦旋電子的角動量提供了新方法。
該研究成果揭示了軌道角動量在調控核躍遷中的關鍵作用,為核結構的理解開辟了新的視角,也為高能渦旋電子的產生和探測提供了新的可能性。