在中国科学院近代物理研究所，一项关于超重核研究的突破性成果近日揭晓。研究团队携手多方合作者，利用中国超重元素研究加速器装置CAFE2，成功合成了迄今为止最缺中子的镤同位素——镤-210。
这一重要发现不仅丰富了原子核物理领域的知识库，还为探索原子核的存在极限、揭示潜在的新物理现象，以及深化我们对物质结构本质的理解开辟了新途径。相关研究成果已于5月底在《自然-通讯》期刊上发表。
在极端缺中子的锕系核区，新核素的合成极具挑战性。由于这些核素的产生截面极低且寿命极短，传统的实验方法难以捕捉和测量。然而，研究团队凭借精湛的技术和创新的实验设计，利用CAFE2提供的钙-40束流轰击镥-175靶，通过复杂的熔合蒸发反应，在充气反冲核谱仪SHANS2上成功合成了镤-210，并精确测量了其α衰变能量和半衰期。
实验测得的α衰变能谱和母子核α粒子能量的二维符合散点图，为研究人员提供了宝贵的数据支持。结合已有的实验数据，团队进一步拓展了重核区质子滴线附近核素α衰变性质的系统性研究，并对理论模型进行了严格的检验。基于镤-210的非禁戒α衰变特性，研究团队提出了其基态自旋宇称为(3⁺)的假设，这一结论得到了大规模壳模型及粒子数守恒推转壳模型理论计算的有力支持。
研究团队还根据测量的质子分离能，为镤-210中不存在托马斯-埃尔曼效应提供了实验证据。这一发现不仅加深了我们对镤同位素性质的理解，也为未来相关领域的研究奠定了坚实基础。
此次研究是由近代物理所联合中国科学院大学、先进能源科学与技术广东省实验室、山东大学、中山大学、中国科学院理论物理研究所、同济大学、兰州大学、南京航空航天大学、广西师范大学以及英国约克大学的多位研究人员共同完成的。论文的第一作者为近代物理所副研究员张明明，而共同通讯作者则为马龙研究员和甘再国研究员。
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