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科學家突破性發現新同位素!超重元素「鎶-257」揭開穩定島之謎

國際研究團隊在GSI/FAIR加速器設施進行實驗時,成功偵測到22個鎶-257(257Sg)原子核,這項重大發現讓這種人工超重元素的已知同位素總數增加到14種。研究成果不僅登上頂尖期刊《物理評論快報》,更被選為編輯推薦論文。

研究團隊使用UNILAC線性加速器產生的鉻-52高強度粒子束,轟擊高純度鉛-206靶材。透過氣體填充反衝分離器TASCA的精密檢測,科學家觀測到22次衰變事件,包含21次核分裂反應與1次α衰變。新發現的鎶-257半衰期僅12.6毫秒,且位置接近中子數152的強化中子殼層缺口。

「鎶-257的發現讓我們更瞭解殼層效應對超重核分裂特性的影響,」論文中第一作者、GSI/FAIR超重元素化學研究部門的帕沃爾·莫薩特博士指出。「這暗示下一個更輕的未知同位素鎶-256,其核分裂可能發生在1納秒至6微秒的極短時間範圍內。」

研究還發現了關鍵線索:當科學團隊改用鉛-208靶材進行照射時,在鎶-259中觀測到K同質異能態存在的強力證據。這種由量子效應穩定的激發態可能延長核分裂壽命,成為研究超短命原子核的間接途徑。

「鎶-259的K同質異能態發現,為探索其他鎶同位素的K同質異能現象開啟大門,」GSI/FAIR實驗計劃負責人賈丹巴塔爾博士強調。「若鎶-256核中也存在長壽命的K同質異能態,將可能實現這個短命同位素的合成。」

這項研究匯集了GSI/FAIR多個部門與國際合作機構的專業,包括德國美因茨大學、赫姆霍茲研究所、芬蘭于韋斯屈萊大學、日本原子能機構先進科學研究中心,以及印度理工學院羅爾基分校等。

「與國內外夥伴共同探索超重核的穩定性與特性,將持續是我們研究團隊的重要方向,」GSI/FAIR超重元素化學部門主任杜爾曼教授表示。這項突破性發現不僅拓展了人類對元素週期表極限的認知,更為尋找傳說中的「穩定島」提供了關鍵線索。