近日，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所超重核研究團(tuán)隊(duì)與合作者利用中國(guó)超重元素研究加速器裝置（CAFE2），首次合成了新核素鏷-210，該核素是目前已知的最缺中子的鏷同位素。相關(guān)研究成果于5月29日發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。
據(jù)介紹，合成與研究新核素是原子核物理研究的前沿?zé)狳c(diǎn)，對(duì)于探索原子核的存在極限、揭示新物理現(xiàn)象、深化對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解具有重大意義。然而，在極端缺中子的錒系核區(qū)，新核素的產(chǎn)生截面極低（皮巴量級(jí)），且壽命極短（毫秒甚至微秒量級(jí)），這對(duì)實(shí)驗(yàn)合成研究帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。
研究團(tuán)隊(duì)利用中國(guó)超重元素研究加速器裝置（CAFE2）提供的鈣-40束流轟擊镥-175靶，通過(guò)熔合蒸發(fā)反應(yīng)，在充氣反沖核譜儀（SHANS2）上成功合成了質(zhì)子滴線外新核素鏷-210，并成功測(cè)量了該核素的α衰變能量和半衰期。
結(jié)合已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)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，并檢驗(yàn)了理論模型對(duì)遠(yuǎn)離β穩(wěn)定線原子核性質(zhì)的預(yù)言。基于其非禁戒α衰變特性，研究建議了鏷-210基態(tài)的自旋宇稱為(3⁺)，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(jì)算的支持。此外，根據(jù)測(cè)量的質(zhì)子分離能，研究提供了鏷-210中不存在托馬斯-埃爾曼效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
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