在中國科學(xué)院近代物理研究所,一項關(guān)于超重核研究的突破性成果近日揭曉。研究團隊攜手多方合作者,利用中國超重元素研究加速器裝置CAFE2,成功合成了迄今為止最缺中子的鏷同位素——鏷-210。
這一重要發(fā)現(xiàn)不僅豐富了原子核物理領(lǐng)域的知識庫,還為探索原子核的存在極限、揭示潛在的新物理現(xiàn)象,以及深化我們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)本質(zhì)的理解開辟了新途徑。相關(guān)研究成果已于5月底在《自然-通訊》期刊上發(fā)表。
在極端缺中子的錒系核區(qū),新核素的合成極具挑戰(zhàn)性。由于這些核素的產(chǎn)生截面極低且壽命極短,傳統(tǒng)的實驗方法難以捕捉和測量。然而,研究團隊憑借精湛的技術(shù)和創(chuàng)新的實驗設(shè)計,利用CAFE2提供的鈣-40束流轟擊镥-175靶,通過復(fù)雜的熔合蒸發(fā)反應(yīng),在充氣反沖核譜儀SHANS2上成功合成了鏷-210,并精確測量了其α衰變能量和半衰期。
實驗測得的α衰變能譜和母子核α粒子能量的二維符合散點圖,為研究人員提供了寶貴的數(shù)據(jù)支持。結(jié)合已有的實驗數(shù)據(jù),團隊進一步拓展了重核區(qū)質(zhì)子滴線附近核素α衰變性質(zhì)的系統(tǒng)性研究,并對理論模型進行了嚴格的檢驗?;阽h-210的非禁戒α衰變特性,研究團隊提出了其基態(tài)自旋宇稱為(3?)的假設(shè),這一結(jié)論得到了大規(guī)模殼模型及粒子數(shù)守恒推轉(zhuǎn)殼模型理論計算的有力支持。
研究團隊還根據(jù)測量的質(zhì)子分離能,為鏷-210中不存在托馬斯-埃爾曼效應(yīng)提供了實驗證據(jù)。這一發(fā)現(xiàn)不僅加深了我們對鏷同位素性質(zhì)的理解,也為未來相關(guān)領(lǐng)域的研究奠定了堅實基礎(chǔ)。
此次研究是由近代物理所聯(lián)合中國科學(xué)院大學(xué)、先進能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室、山東大學(xué)、中山大學(xué)、中國科學(xué)院理論物理研究所、同濟大學(xué)、蘭州大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、廣西師范大學(xué)以及英國約克大學(xué)的多位研究人員共同完成的。論文的第一作者為近代物理所副研究員張明明,而共同通訊作者則為馬龍研究員和甘再國研究員。
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