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已知寿命最短的超重原子核

原理  · 公众号  · 科学  · 2025-01-16 20:55
    

主要观点总结

本文介绍了超重元素原子核的研究,特别是关于超重核的寿命和合成方式的探讨。文章提到了原子核由质子和中子构成,超重核面临分裂风险,且一般会在极短时间内衰变。研究人员通过测量𬬻-252同位素的半衰期发现了其激发态的存在,使得探索短寿命的原子核成为可能。新的研究发现刷新了已知超重核寿命的下限,并为改进理论模型和预测富含中子的超重核裂变半衰期提供了重要数据。

关键观点总结

关键观点1: 超重元素原子核的构成和挑战

文章介绍了原子核由质子和中子构成,超重元素面临分裂风险,且一般会在极短时间内衰变。

关键观点2: 𬬻-252同位素的特殊性质

研究人员通过测量𬬻-252同位素的半衰期发现了其激发态的存在,这一特性使得探索短寿命的原子核成为可能。

关键观点3: 新的研究结果的意义和影响

新的研究发现刷新了已知超重核寿命的下限,为改进理论模型和预测富含中子的超重核裂变半衰期提供了重要数据。此外,该研究还为研究同核异能态、反向裂变稳定性以及超重核同位素边界奠定了新基准。

关键观点4: 研究方法和过程

物理学家使用GSI/FAIR UNILAC加速器生成钛-50离子束,并通过成钛离子束轰击铅靶材来合成超重核。随后,这些核素和其他反应产物被引入反冲分离器中进行分离和测量。

关键观点5: 未来展望

研究团队计划探索下一元素𬭳的反向裂变稳定性,并合成寿命更短的𬭳同位素。


文章预览

我们知道, 原子核 是由 质子 和 中子 构成的。质子和中子在 强力 的作用下紧紧地束缚在一起。 然而,当质子数量过多时,原子核会因质子间的电磁斥力而面临分裂的风险, 为 超重元素 的形成带来了巨大的挑战 。 一般说来,超重核都会在极短的时间内 (百万分之一秒以内) 衰变,这使得研究人员很难通过实验直接测量寿命更短的核素。不过,有一个“技巧”或许可以在有的情况下被借用:某些受量子效应稳定的 激发态 ,即所谓 的处于 同核异能态 的核素,往往具有更长的寿命。事实上,这些 同核异能素 在形状变形的超重核中广泛存在,为探索这些短寿命的原子核提供了可能性。 在一项新发表于《物理评论快报》上的研究中, 研究人员测量了一种名为 𬬻-252 (Rf-252) 同位素的半衰期仅为 60纳秒 (1纳秒 = 1×10⁻⁹秒) 。 这是目前已知寿 ………………………………

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