铀-214、铀-216中质子-中子相互作用导致α粒子形成几率增强示意图 张志远供图
近日，中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀-214，并在重核区首次发现强的质子-中子相互作用导致α衰变中α粒子形成几率显著增强的现象。相关研究于4月14日发表在《物理评论快报》。
寻找和合成极端条件下的原子核是当前核物理研究的重要课题。α衰变是重核区原子核的普遍衰变模式。虽然α衰变规律已经被研究了一百多年，但是原子核理论依然无法完美解释：α粒子究竟是如何在原子核中形成的?它的形成又受到哪些原子核结构性质的影响?因此，α衰变谱学不仅是用来鉴别重核和超重核素的有利工具，也是研究原子核结构信息的有效方法。
研究人员利用兰州重离子加速器的充气反冲核谱仪SHANS装置，在N = 126附近的轻锕系核区首次合成了新核素铀-214，并精确测量了铀-216、铀-218的α衰变性质。其中，新核素铀-214仅观察到两条α衰变链，是目前SHANS谱仪上合成的新核素中反应截面最低的原子核，也是目前发现的最轻的铀的同位素。
根据新测量的实验数据，研究人员首次在重核区发现了强的质子-中子相互作用导致α衰变中α粒子形成几率显著增强的现象。这预示着在极端缺中子的超铀核区存在类似的效应，有助于促进对原子核α衰变过程中α粒子预形成物理机制的理解。
相关论文信息： https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.152502
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