中國科學院近代物理研究所的科研人員攜手國際合作伙伴，在原子核衰變研究領(lǐng)域取得了突破性進展。他們成功地在實驗中首次觀測到了新核素——鋁-20，并揭示了其獨特的衰變方式：通過罕見的三質(zhì)子發(fā)射模式。

這項研究的核心在于利用德國亥姆霍茲重離子研究中心的先進設施，科研人員通過飛行中衰變實驗技術(shù)，精確地測量了鋁-20衰變產(chǎn)物的角關(guān)聯(lián)。結(jié)果顯示，鋁-20會釋放出三個質(zhì)子及剩余的氖-17核，這是首次觀測到的鋁-20三質(zhì)子發(fā)射現(xiàn)象。值得注意的是，鋁-20位于質(zhì)子滴線之外，相較于自然界中穩(wěn)定的鋁同位素，它缺少了7個中子，成為迄今為止發(fā)現(xiàn)的最輕的鋁同位素之一。

進一步的研究分析顯示，鋁-20不僅是首個被觀測到具有“子核”雙質(zhì)子放射性的三質(zhì)子發(fā)射核，還在鋁-20與氮-20這對鏡像核體系中發(fā)現(xiàn)了同位旋對稱性破缺的現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)不僅深化了科學家對質(zhì)子發(fā)射現(xiàn)象的理解，還為探索原子核存在的極限以及理解質(zhì)子滴線外原子核的結(jié)構(gòu)與衰變機制提供了重要線索。

截至目前，科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超過3300種核素，但其中僅有不到300種是自然界中穩(wěn)定存在的。其余的核素均不穩(wěn)定，會發(fā)生放射性衰變。在20世紀中葉之前，科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了如α衰變、β衰變等常見的衰變模式。然而，隨著核物理實驗技術(shù)和探測手段的不斷進步，近半個多世紀以來，科學家們在遠離穩(wěn)定線的原子核衰變研究中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多種新的衰變模式。

自20世紀70年代首次觀測到原子核自發(fā)放射質(zhì)子的現(xiàn)象以來，科學家們在原子核衰變領(lǐng)域的研究不斷深入。進入21世紀后，雙質(zhì)子放射性的發(fā)現(xiàn)進一步拓寬了人們的認知。近年來，更為稀有的三質(zhì)子、四質(zhì)子乃至五質(zhì)子發(fā)射現(xiàn)象也相繼在實驗中被觀測到。這些奇特的衰變模式為研究遠離穩(wěn)定線的原子核結(jié)構(gòu)提供了寶貴的譜學信息，推動了原子核物理學的持續(xù)發(fā)展。