科技日報記者 劉霞

質(zhì)子發(fā)射（又稱質(zhì)子放射性）是一種罕見的原子核衰變現(xiàn)象，指質(zhì)子從原子核中逃逸的過程。芬蘭于韋斯屈萊大學(xué)加速器實(shí)驗(yàn)室報告稱，他們合成出目前已知最重的質(zhì)子發(fā)射原子核——砹-188。這項(xiàng)成果為人類探索物質(zhì)極限和原子核結(jié)構(gòu)打開了新窗口，相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《自然·通訊》雜志。

在核物理研究領(lǐng)域，放射性衰變始終是核心課題之一。質(zhì)子發(fā)射作為其中一種特殊形式，猶如自然界為科學(xué)家預(yù)留的“顯微鏡”，能讓他們窺見極端條件下核結(jié)構(gòu)的奧秘。當(dāng)原子核通過發(fā)射質(zhì)子趨向穩(wěn)定時，往往會展現(xiàn)出令人驚嘆的物理特性。

研究團(tuán)隊(duì)最新合成的砹-188同位素由85個質(zhì)子和103個中子構(gòu)成，是砹元素家族中最“輕”的成員。砹元素在地殼中的含量極其稀少，總量估計(jì)不足一湯匙。由于砹-188壽命轉(zhuǎn)瞬即逝（半衰期極短）且生成截面極低，研究難度極大。生成截面指核反應(yīng)發(fā)生時有效作用區(qū)域的橫截面積。

實(shí)驗(yàn)過程中，科學(xué)家們利用鍶-84離子束轟擊天然銀靶，通過熔合蒸發(fā)反應(yīng)鍛造出砹-188原子核。隨后借助RITU反沖分離器的精密檢測系統(tǒng)，成功捕捉到這個稍縱即逝的“核素精靈”。

此外，理論模型顯示砹-188原子核呈現(xiàn)獨(dú)特的“西瓜形”結(jié)構(gòu)。研究還發(fā)現(xiàn)，其價質(zhì)子（即參與反應(yīng)的最外層質(zhì)子）的結(jié)合能出現(xiàn)異常變化，這可能源于重核區(qū)域內(nèi)某種前所未見的相互作用機(jī)制。

研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，最新進(jìn)展將質(zhì)子發(fā)射原子核的質(zhì)量紀(jì)錄推向了新高度。此外，它不僅揭示了重核區(qū)質(zhì)子發(fā)射的獨(dú)特機(jī)制，更為理解原子核形狀演化提供了關(guān)鍵線索。