中國科學院近代物理研究所的科研團隊攜手國際合作伙伴，在原子核衰變研究領域取得了突破性進展。他們成功觀測到了一種全新的核素——鋁-20，并揭示了其獨特的衰變方式：通過極其罕見的三質子發射模式。
這一重要發現已被刊登在權威學術期刊《物理評論快報》上。鋁-20的發現不僅豐富了人類對核素多樣性的認知，還為我們探索原子核的內部結構提供了新的視角。
在浩瀚的核素世界中，目前已知的有3300多種核素，但其中只有不到300種是自然界中穩定存在的。其余的核素均不穩定，會發生放射性衰變。傳統的衰變模式，如α衰變、β衰變等，早已被科學家們所熟知。然而，隨著核物理研究的深入，科學家們逐漸發現了更多新的衰變模式。
自上世紀七十年代首次觀測到單質子放射性以來，科學家們陸續發現了雙質子、三質子乃至更多質子的放射性衰變現象。這些奇特的衰變模式為研究遠離穩定線的原子核提供了寶貴的線索。
在本次研究中，科研團隊利用德國亥姆霍茲重離子研究中心的先進裝置，通過飛行中衰變實驗技術，首次觀測到了鋁-20的三質子發射現象。鋁-20是一種極不穩定的核素，它位于質子滴線之外，比自然界中穩定存在的鋁同位素少了7個中子。它是迄今為止實驗上發現的最輕的鋁同位素之一。
進一步的研究表明，鋁-20的衰變過程十分復雜。它首先通過級聯的質子—雙質子發射的兩步過程進行衰變，形成中間態的鎂-19。鎂-19本身具有雙質子放射性，會進一步衰變為氖-17。這一發現使得鋁-20成為首個被觀測到具有“子核”雙質子放射性的三質子發射核。
為了更深入地理解鋁-20的衰變機制，科研團隊還利用伽莫夫殼模型和伽莫夫耦合道方法進行了理論計算。這些計算不僅成功再現了實驗測得的鋁-20衰變能，還預言了其基態的自旋宇稱。研究還發現，在鋁-20與氮-20這對鏡像核體系中存在同位旋對稱性破缺的現象。
此次研究不僅深化了我們對質子發射現象的理解，還為尋找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提供了重要的科學依據。這一成果無疑將為未來的核物理研究開辟新的方向。
