德國美因茨約翰內斯·古騰堡大學近日公布了一項突破性的科研成果。該校核物理研究所的A1項目團隊攜手中國和日本科學家，成功制備并測量了極為罕見的中子富集同位素——氫-6，這一成果于4月30日正式宣布。
在核物理學領域，一個核心謎題便是何種因素決定了原子核的穩定性。對于僅含一個質子的氫元素而言，其多中子同位素為科學家們提供了一個觀察超高中子與質子比例原子核的獨特窗口。
截至目前，科學家們已觀測到氫擁有從0到6個中子的各種同位素變體，包括氫-1（氕）、氫-2（氘，或重氫）、氫-3（氚，或超重氫），一直到氫-6和氫-7。然而，關于氫-6和氫-7的實驗數據一直相對匱乏，尤其是氫-6的基態能量等問題，在學術界存在長期爭議。
A1項目團隊在此次實驗中，創新性地開發了一種制備氫-6的新途徑。他們利用855MeV的電子轟擊含有3個質子和4個中子的鋰-7靶材。在碰撞過程中，鋰-7核中的一個質子被電子激發，隨后迅速衰變成一個中子和一個帶正電的π+介子。如果這一中子將其能量傳遞給核內的另一個質子，那么這兩個粒子便會逃逸出原子核，留下的中子與殘余核結合，形成了氫-6。
為了提升從鋰-7到氫-6的轉變頻率，A1項目團隊采用了與傳統電子散射實驗不同的方法。他們讓電子束沿長邊入射一塊長45mm、厚0.75mm的鋰板。盡管如此，在為期4周的測量期間，上述事件平均每天僅發生一次。
