IT 之家 7 月 20 日消息，據(jù)央視新聞今日報(bào)道，中國科學(xué)院近代物理研究所的科研人員攜手德國亥姆霍茲重離子研究中心、復(fù)旦大學(xué)等國內(nèi)外合作者，在原子核的奇特衰變研究領(lǐng)域取得新突破。首次在實(shí)驗(yàn)中觀測到新核素鋁 - 20，還發(fā)現(xiàn)它通過稀有的三質(zhì)子發(fā)射模式進(jìn)行衰變。相關(guān)研究成果于 7 月 10 日在學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報(bào)》（PRL）發(fā)表。

在此次研究里，科研人員依托德國亥姆霍茲重離子研究中心的碎片分離器裝置，運(yùn)用飛行中衰變實(shí)驗(yàn)技術(shù)，測量了鋁 - 20 衰變產(chǎn)物（也就是三個(gè)質(zhì)子與剩余核氖 - 17）的角關(guān)聯(lián)，從而首次觀測到新核素鋁 - 20 的三質(zhì)子發(fā)射現(xiàn)象。鋁 - 20 處于質(zhì)子滴線外，比自然界穩(wěn)定存在的鋁同位素少 7 個(gè)中子，是迄今實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)的最輕的鋁同位素。

▲ 鋁 - 20 三質(zhì)子發(fā)射示意圖

更進(jìn)一步的研究顯示，鋁 - 20 是實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)的首例具有“子核”雙質(zhì)子放射性的三質(zhì)子發(fā)射核。在鋁 - 20 與氮 - 20 這對鏡像核體系中存在同位旋對稱性破缺。

該研究加深了對質(zhì)子發(fā)射現(xiàn)象的認(rèn)知，對于探尋原子核存在極限以及理解質(zhì)子滴線外原子核的結(jié)構(gòu)與衰變有著重要意義。

目前，人們已發(fā)現(xiàn) 3300 多種核素，其中不足 300 種是自然界中天然存在的穩(wěn)定核素，其余均為不穩(wěn)定核素，會發(fā)生放射性衰變。常見的衰變模式有 α 衰變、β - 衰變、β + 衰變、電子俘獲、γ 躍遷以及裂變等，這些衰變模式在 20 世紀(jì)中葉前就已被發(fā)現(xiàn)。

近半個(gè)多世紀(jì)以來，隨著核物理實(shí)驗(yàn)裝置與探測技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們在遠(yuǎn)離穩(wěn)定線的原子核的衰變研究中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多種新的衰變模式。20 世紀(jì) 70 年代，科研人員首次觀測到原子核自發(fā)地放射出質(zhì)子的衰變現(xiàn)象，即單質(zhì)子放射性；進(jìn)入二十一世紀(jì)后，又發(fā)現(xiàn)了極缺中子原子核同時(shí)放射出兩個(gè)質(zhì)子的奇特衰變模式，即雙質(zhì)子放射性；近年來，實(shí)驗(yàn)上又相繼觀測到三質(zhì)子、四質(zhì)子乃至五質(zhì)子發(fā)射等更為稀有的衰變現(xiàn)象。這些奇特衰變模式為研究遠(yuǎn)離穩(wěn)定線原子核的結(jié)構(gòu)提供了重要的譜學(xué)手段。

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