Lead-208有一个有趣的核。它富含中子，含有82个质子和126个中子。它更有趣的特性之一是它的结构：它的中心由质子和中子组成，但在它的边缘，有一个主要由中子组成的扩散壳。科学家称其为中子“皮肤”。

对中子皮的研究可以帮助加深我们对量子色动力学的理解，即原子核中夸克和胶子(强相互作用力的交换粒子)如何表现。这也可以应用于天体物理学，让人们深入了解中子星的结构——质量为太阳10到25倍的恒星经历超新星爆炸后留下的非常致密的核心。

利用大型强子对撞机重离子运行的数据，CERN的理论物理学家已经能够确定铅208中子皮的厚度为0.217±0.058飞米。这与之前通过其他合作使用不同方法获得的测量结果一致。科学家们总共使用了从大型强子对撞机运行1和运行2中获取的670个数据点，其中大部分来自ALICE实验，还有一些来自ATLAS和CMS。

测量中子皮的厚度并不是一件容易的事。虽然原子核中质子的结构可以通过电子散射来确定，但中子不带电荷，因此它们不会以相同的方式散射电子。然而，中子受到强核力的严重影响，核力将原子核中的夸克和胶子结合在一起。

在大型强子对撞机的重离子运行中，208铅束沿相反方向发射，并以高能碰撞。这些原子核的洛伦兹收缩系数高达2500，这意味着它们被“压扁”成以接近光速移动的扁平煎饼。

在碰撞的瞬间，由于碰撞原子核中巨大的能量和压力，将核子内的夸克结合在一起的胶子被撕裂，产生了一种称为夸克-胶子等离子体的物质。夸克-胶子等离子体被认为是大爆炸后宇宙的组成部分，理论上它也是中子星的核心。

随着大型强子对撞机中压力和温度的降低，等离子体衰变成粒子，大型强子对撞机探测器可以跟踪这些粒子，以显示夸克-胶子等离子体的特性。在lead-208中，质子和中子的分布决定了夸克-胶子等离子体的大小和形状。这使得物理学家能够“看到”lead-208原子核的结构，从而计算出其中子皮的厚度。

这是首次利用强力测量铅208中子皮的厚度。弗吉尼亚州托马斯·杰斐逊国家加速器设施的引导半径实验(PREX)合作在2021年获得了类似的结果，为0.283±0.071fm。然而，这是使用弱电力而不是强力的技术确定的。

该论文的作者之一、欧洲核子研究中心理论物理系的WilkevanderSchee表示：“这项新测定的令人兴奋之处在于，它仅使用现有数据完成，但与其他实验测定相比，却具有竞争性的不确定性。”“未来，更专门的测量肯定可以提高大型强子对撞机数据提取的精度。”

海德堡大学论文作者之一朱利亚诺·贾卡龙补充道：“这一结果以前所未有的方式将来自看似遥远地区的物理学家的研究联系起来。”“它汇集了高能核碰撞、中子星和核结构等主题。”

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