我国科研人员首测新核素铝 - 20

IT 之家 7 月 20 日消息，据央视新闻今日报道，中国科学院近代物理研究所的科研人员携手德国亥姆霍兹重离子研究中心、复旦大学等国内外合作者，在原子核的奇特衰变研究领域取得新突破。首次在实验中观测到新核素铝 - 20，还发现它通过稀有的三质子发射模式进行衰变。相关研究成果于 7 月 10 日在学术期刊《物理评论快报》（PRL）发表。

在此次研究里，科研人员依托德国亥姆霍兹重离子研究中心的碎片分离器装置，运用飞行中衰变实验技术，测量了铝 - 20 衰变产物（也就是三个质子与剩余核氖 - 17）的角关联，从而首次观测到新核素铝 - 20 的三质子发射现象。铝 - 20 处于质子滴线外，比自然界稳定存在的铝同位素少 7 个中子，是迄今实验上发现的最轻的铝同位素。

▲ 铝 - 20 三质子发射示意图

更进一步的研究显示，铝 - 20 是实验上发现的首例具有“子核”双质子放射性的三质子发射核。在铝 - 20 与氮 - 20 这对镜像核体系中存在同位旋对称性破缺。

该研究加深了对质子发射现象的认知，对于探寻原子核存在极限以及理解质子滴线外原子核的结构与衰变有着重要意义。

目前，人们已发现 3300 多种核素，其中不足 300 种是自然界中天然存在的稳定核素，其余均为不稳定核素，会发生放射性衰变。常见的衰变模式有 α 衰变、β - 衰变、β + 衰变、电子俘获、γ 跃迁以及裂变等，这些衰变模式在 20 世纪中叶前就已被发现。

近半个多世纪以来，随着核物理实验装置与探测技术的发展，科学家们在远离稳定线的原子核的衰变研究中陆续发现多种新的衰变模式。20 世纪 70 年代，科研人员首次观测到原子核自发地放射出质子的衰变现象，即单质子放射性；进入二十一世纪后，又发现了极缺中子原子核同时放射出两个质子的奇特衰变模式，即双质子放射性；近年来，实验上又相继观测到三质子、四质子乃至五质子发射等更为稀有的衰变现象。这些奇特衰变模式为研究远离稳定线原子核的结构提供了重要的谱学手段。

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