2015年11月20日，清華大學物理系肖志剛研究組和廣西師范大學歐立教授等合作，在物理學國際權威雜志《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，即同位旋矢量極化效應。這一新效應的提出，為人們觀測核力對質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。核力的電荷無關性，即它對中子和質子而言是等價的，起源于強相互作用的味道無關性。然而，由于u、d夸克存在質量及其輕微差異，這一對稱性是近似的。事實上，中子和質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。這部分核勢對質子吸引，而對中子排斥。定量描述依賴于核物質密度的同位旋矢量勢，對于人們正確理解奇異核結構與反應、中子星的性質及其演化行為至關重要，成為近年來核物理和天體物理研究領域的熱點和難點。
氘核包含一個質子和一個中子，質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，即質子遠離靶核的中心。這一效應稱為“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。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子上的吸引核勢就像一個轉動力矩一樣，使得氘核瞬間發(fā)生額外的“轉動”，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子和中子作用的微小差異。
