2015年11月20日，清華大學(xué)物理系肖志剛研究組和廣西師范大學(xué)歐立教授等合作,，在物理學(xué)國際權(quán)威雜志《物理評論快報》上發(fā)文,，首次揭示氘原子核與重靶核散射中一種新的可觀測極化效應(yīng),，即同位旋矢量極化效應(yīng)。這一新效應(yīng)的提出,，為人們觀測核力對質(zhì)子和中子作用的輕微差異提供一種新的敏感探針,，將有助于解決一直以來懸而未決的、亞飽和密度區(qū)核物質(zhì)對稱能的密度依賴問題,。該論文的第一作者為歐立教授,，通訊作者為肖志剛副教授。
強相互作用是自然界的一種基本相互作用,。核力作為強相互作用的一個具體表現(xiàn),，將質(zhì)子和中子束縛成一個整體，形成各種各樣的原子核,。核力的電荷無關(guān)性,，即它對中子和質(zhì)子而言是等價的，起源于強相互作用的味道無關(guān)性,。然而,，由于u、d夸克存在質(zhì)量及其輕微差異,，這一對稱性是近似的,。事實上，中子和質(zhì)子所受到的核力作用存在微小差異,，由核勢中的同位旋矢量勢部分給出,。這部分核勢對質(zhì)子吸引，而對中子排斥,。定量描述依賴于核物質(zhì)密度的同位旋矢量勢,，對于人們正確理解奇異核結(jié)構(gòu)與反應(yīng)、中子星的性質(zhì)及其演化行為至關(guān)重要,，成為近年來核物理和天體物理研究領(lǐng)域的熱點和難點,。
氘核包含一個質(zhì)子和一個中子，質(zhì)子帶正電而受到原子核的庫侖排斥,，中子則沒有,。因此容易理解，當氘核在重核場中散射時,，會出現(xiàn)極化效應(yīng),，即質(zhì)子遠離靶核的中心。這一效應(yīng)稱為“庫侖極化”,，由羅伯特×奧本海默（原子彈之父）和 歐內(nèi)斯特×勞倫斯（回旋加速器發(fā)明者,，1939年獲諾獎）等人在1935年發(fā)現(xiàn)。類似地,，如果中子和質(zhì)子受到的同位旋矢量勢不同,，氘核在核場中的散射也會出現(xiàn)所謂的“同位旋矢量極化”效應(yīng),。當一個有固定取向的氘核進入靶核的核勢場中時，作用在中子上的排斥核勢和作用在質(zhì)子上的吸引核勢就像一個轉(zhuǎn)動力矩一樣,，使得氘核瞬間發(fā)生額外的“轉(zhuǎn)動”,，并且在其后續(xù)的破裂過程中留下清晰的實驗信號。實驗上捕捉這一信號,，有助于觀測核力對質(zhì)子和中子作用的微小差異,。
