在費米子系統下，原子核既有液體特征，又有類似于分子的特征。據物理學家組織網7月30日報道，最近法國一個研究小組通過模擬中子星提出了一種新模型，將這兩方面統一起來，并首次證明了核子聚集成簇的一個必要條件。核子的類分子性質有助于人們理解元素是怎樣合成的，而這是生命出現的關鍵。相關論文發表在最新一期《自然》雜志上。

      在描述原子核的時候，科學家通常把它當作是一滴直徑約為千萬億分之一米的量子液。一方面，在研究包含大量質子和中子的重核裂變時，這種類似液體的性質能提供合理的解釋；另一方面，輕原子核卻像是由中子和質子構成的微小的“分子”或“原子簇”。在從鈹到鎳這些輕核中，聚集成簇是常見特征。

      “分子?原子核”和“液態?原子核”這兩種觀點同時存在。最近，來自巴黎第十一大學核物理研究所、法國原子能委員會（CEA）的一個研究小組和克羅地亞薩格勒布大學合作，提出把這兩方面統一起來的新模型。

      研究人員找到了一種原子核從液態轉化到晶體狀態的機制，并以氖-20為例，用能量密度函數的理論框架，涵蓋了原子核的簇狀態和量子液兩個方面特征。通過方程顯示，聚簇條件與界定原子勢深度有關，勢的深度決定了單個核子軌道的能量間隔，也就是相應波函數的區域，由此決定了原子核聚集的密度，這是核子聚集成簇的一個必要條件。

      研究人員解釋說，輕原子核更多表現出類分子的行為（傾向于變成結晶狀態），重原子核則表現出更多類似液體的行為。當中子和質子之間的相互作用不夠強，不足以將它們固定在原子核內時，它們就會處于一種量子液的狀態，質子和中子離開原位。反過來，在晶體狀態時，核內中子和質子固定在一定間隔距離內，“原子核分子”就處于一種量子液和晶體的中間態。

      此外，他們還預測了會出現更多明顯的聚簇結構，研究的長期目標是對各種狀態的原子核形成統一理論。