在中國科學院近代物理研究所的最新科研動態中,一項關于原子核奇特衰變的研究成果引起了廣泛關注。這項研究由該所科研人員攜手德國亥姆霍茲重離子研究中心及復旦大學等國內外團隊共同完成,他們首次在實驗觀測中發現了新核素——鋁-20,并揭示了其獨特的衰變方式。
鋁-20這一新核素的發現,得益于德國亥姆霍茲重離子研究中心的先進碎片分離器裝置。科研人員利用飛行中衰變實驗技術,精心測量了鋁-20衰變過程中的產物,即三個質子與剩余核氖-17的角關聯,從而首次捕捉到了鋁-20通過三質子發射模式進行衰變的珍貴瞬間。值得注意的是,鋁-20位于質子滴線之外,相比自然界中穩定存在的鋁同位素,它少了7個中子,是迄今為止在實驗中發現的最輕的鋁同位素。
研究進一步深入后,科研人員驚喜地發現,鋁-20不僅是首個被觀測到具有“子核”雙質子放射性的三質子發射核,而且在鋁-20與氮-20這對鏡像核體系中,還存在著同位旋對稱性破缺的現象。這一發現無疑加深了科學界對質子發射現象的理解,對探索原子核存在的極限以及理解質子滴線外原子核的結構與衰變機制具有重要意義。
原子核的衰變研究一直是核物理學領域的前沿課題。迄今為止,科學家們已經發現了超過3300種核素,但其中僅有不到300種是自然界中天然存在的穩定核素。其余的核素均不穩定,會發生放射性衰變。在過去,常見的衰變模式如α衰變、β衰變等已被廣泛研究。然而,隨著核物理實驗裝置與探測技術的不斷進步,科學家們在遠離穩定線的原子核衰變研究中,陸續發現了更多新的衰變模式。
自20世紀70年代首次觀測到原子核自發放射質子的現象以來,核物理學界對質子發射的研究不斷深入。進入21世紀后,雙質子放射性的發現更是為這一領域帶來了新的突破。近年來,實驗上又相繼觀測到了更為罕見的三質子、四質子乃至五質子發射現象。這些奇特衰變模式的發現,為研究遠離穩定線原子核的結構提供了寶貴的譜學手段,也為核物理學的未來發展開辟了新的方向。