在中國科學院近代物理研究所，一項關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。
這一重要發現不僅豐富了原子核物理領域的知識庫，還為探索原子核的存在極限、揭示潛在的新物理現象，以及深化我們對物質結構本質的理解開辟了新途徑。相關研究成果已于5月底在《自然-通訊》期刊上發表。
在極端缺中子的錒系核區，新核素的合成極具挑戰性。由于這些核素的產生截面極低且壽命極短，傳統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和創新的實驗設計，利用CAFE2提供的鈣-40束流轟擊镥-175靶，通過復雜的熔合蒸發反應，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據支持。結合已有的實驗數據，團隊進一步拓展了重核區質子滴線附近核素α衰變性質的系統性研究，并對理論模型進行了嚴格的檢驗。基于鏷-210的非禁戒α衰變特性，研究團隊提出了其基態自旋宇稱為(3?)的假設，這一結論得到了大規模殼模型及粒子數守恒推轉殼模型理論計算的有力支持。
研究團隊還根據測量的質子分離能，為鏷-210中不存在托馬斯-埃爾曼效應提供了實驗證據。這一發現不僅加深了我們對鏷同位素性質的理解，也為未來相關領域的研究奠定了堅實基礎。
此次研究是由近代物理所聯合中國科學院大學、先進能源科學與技術廣東省實驗室、山東大學、中山大學、中國科學院理論物理研究所、同濟大學、蘭州大學、南京航空航天大學、廣西師范大學以及英國約克大學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。
