原子核内部的核子-核子短程关联是近年来国际核物理研究的一个重要前沿。从量子力学不确定关系的物理图像可知，处于短程关联状态的核子具有很高的相对动量。这一超越平均场的效应，会在原子核内核子动量分布上形成一个高于费米动量的“高动量尾巴”。核子短程关联效应，对有限核，核物质以及中子星性质等可能具有深远影响。

对于核子-核子短程关联，目前国际上已有的认识主要来源于电子-原子核散射实验。重离子碰撞中的轫致辐射可以产生高能伽马光子，这种光子不受核力作用，是一种免受末态强相互作用影响的观测量。2016年，南京大学的许昌教授等人明确提出[PLB 755, 486 (2016)]，通过重离子核反应中产生的质子-中子韧致辐射伽马光子，可以探测核内核子分布的“高动量尾巴”。这是因为，高动量尾巴的存在会显著抬高韧致辐射伽马谱的高能端。这一理论预言发表之后，一直没有得到直接实验验证。

betway必威肖志刚教授带领的实验核物理小组(ENPG)，近10年来致力于研制一台紧凑型的重离子实验谱仪(CSHINE)，并产生一系列实验和技术成果。2022年，他们在CSHINE已有装置基础上，又研制了一套高能光子探测器阵列 [NIMA 1053, 168330 (2022)]，如图1所示 。

图 1 CSHINE高能光子探测器阵列

利用CSHINE装置，ENPG小组在25 MeV/u ⁸⁶Kr+¹²⁴Sn重离子反应中，成功探测了该反应中出射的轫致辐射伽马谱。与南京大学许昌教授等学者合作，利用同位旋和动量相关的玻尔兹曼-尤林-乌伦贝克方程（IBUU-MDI）模型，计算了25 MeV/u ⁸⁶Kr+¹²⁴Sn中的轫致辐射能谱受核子短程关联的影响。实验与计算结果的对比如图 2所示。详细的统计分析表明，15%的高动量尾巴占比与实验结果符合度最好，在91%的置信度水平上，证明了核内核子高动量尾巴的存在。这项工作为核子短程关联的研究提供了一个全新的观测手段，有关成果发表在《物理快报B》上 [Y. Qin et al., Physics Letters B 850, 138514 (2024)]。

图 2 轫致辐射能谱观测结果与模型预言的对比

本论文得到科技部 2022YFE0103400 和 2020YFE0202001 项目，国家自然科学基金委 11961141004 和 12275129 项目以及清华大学自主科研计划和兰州重离子加速器国家实验室的资助。本工作的实验在兰州重离子研究装置(HIRFL)上完成，理论计算由南京大学许昌教授和博士生牛庆林完成。betway必威的博士生秦雨浩为文章的第一作者，肖志刚教授和南京大学许昌教授为共同通讯作者。

全文链接如下：https://doi.org/10.1016/j.physletb.2024.138514

供稿｜肖志刚课题组

编辑｜骆洁

审核｜宋灿立