(a) 铅同位素链上原子核同位素移动； (b) 铅的µ原子中µ子1s1/2态同位素移动。²⁰⁸Pb作为参考核。

中科院近代物理研究所理论物理室研究人员利用核多体理论结合量子电动力学研究µ原子，将核子与µ子在同一理论框架内统一处理。同时研究了原子核结构和µ原子结构，以及µ子和原子核之间的关联性，获得了一些重要结论。

由于原子谱在实验上能够准确测量，因此，该研究通过µ原子谱反映出原子核结构的一些重要信息：（1）具体计算了Pb同位素的µ原子能级，所得结果与实验测量相符，从而建立了原子物理与核物理之间的可靠的直接的联系。（2）正如原子核同位素位移中的反常扭折一样，µ原子同位素位移同样呈现了反常扭折。这种反常扭折起源于原子核的壳结构。这就提供了在实验上探测原子核壳结构的一种新方法，尤其对于远离稳定线的奇特核或许是一种有效的方法。（3）µ子导致的核结构变化很微弱，这表明µ子可以作为干净而有效的探针来提取核结构方面的信息。因此，以往人们在实验上利用µ原子来研究核电荷分布是合理和可靠的。（4）虽然µ子导致的核结构变化很微弱，但作为一种核极化效应，µ子导致的质子密度分布的微弱改变反过来又影响到µ子能级，其贡献强于反常磁矩和电子屏蔽修正，可与Lamb移动和高阶真空极化效应相比拟。

研究结果发表在Phys. Lett. B（704 (2011) 600）上。

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