芬兰物理学家观察到迄今为止最重的原子核发射出质子

经过30多年的时间，芬兰物理学家发现了迄今为止最重的原子核发射出质子，这一罕见过程为探索原子物质的极限提供了线索。188-砹（一种奇怪的“西瓜形”原子核）的发现不仅创造了新的纪录，而且暗示了以前从未观察到的核相互作用。

这项研究是Henna Kokkonen博士论文的一部分。图片来源：Tommi Sassi

放射性衰变长期以来一直是核物理学的核心，是理解原子核行为的关键。在芬兰于韦斯屈莱大学，研究人员现已测量到迄今为止观测到的最重原子核发生质子发射。

“质子发射是一种罕见的放射性衰变形式，其中原子核发射质子以向稳定迈进一步，”于韦斯屈莱大学博士研究员 Henna Kokkonen 说。

新发现的原子核是迄今为止已知的最轻的砹同位素——188At，它含有85个质子和103个中子。研究这样的原子核尤其困难，因为它们存在的时间非常短，而且产生的数量也极其少，需要高度精确的实验方法。

“该原子核是通过用84Sr离子束照射天然银靶，在聚变蒸发反应中产生的，”于韦斯屈莱大学科学院研究员卡尔·奥拉宁（Kalle Auranen）说道。“这种新同位素是使用RITU反冲分离器的探测器装置识别出来的。”

除了实验结果之外，该研究还扩展了一个理论模型来解释测量数据。通过该模型，原子核可以被解释为强扁长形，即“西瓜形”。

“原子核的性质表明价质子的结合能存在趋势性变化，”科科宁说。“这可能是用重核中前所未有的相互作用来解释的。”

这项研究是科科宁博士论文的一部分，也是她硕士论文的直接科学后续。在硕士论文中，她发现了一种新型原子核——190-砹。这篇论文于2023年发表在《物理评论C》期刊上。

“同位素的发现在世界范围内都十分罕见，这是我第二次有机会参与创造历史，”科科宁欣喜地说道。“每个实验都充满挑战，能够开展能够加深对物质极限和原子核结构的理解的研究，感觉非常棒。”

这篇研究论文是理论核物理专家参与的国际研究合作的一部分。该研究于2025年5月29日发表在著名的《自然通讯》杂志上。

编译自/scitechdaily