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　　近代物理所實驗物理中心研究團隊成功鑒別出短壽命缺中子新核素²²³Np, 實驗結(jié)果否定了Z = 92質(zhì)子亞滿殼的存在。 

　　實驗在蘭州充氣譜儀(SHANS)裝置上開展,采用188 MeV的⁴⁰Ar束轟擊¹⁸⁷Re同位素靶,通過能量、位置、時間關(guān)聯(lián)鑒別方法，成功鑒別出半衰期僅為的短壽命缺中子新核素²²³Np，其a衰變能為9477(44) keV。實驗結(jié)果否定了Z = 92質(zhì)子亞滿殼的存在, 為Z > 82的下一個幻數(shù)的理論預言提供了實驗參考。 

　　分立能級的殼層結(jié)構(gòu)是微觀多體系統(tǒng)普遍存在的量子現(xiàn)象，殼效應正是超重元素能夠存在物理基礎(chǔ)。在穩(wěn)定線附近，當原子核的質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)是2, 8, 20, 28, 50, 82和中子數(shù)是126時, 原子核特別穩(wěn)定, 這些被稱為幻數(shù)，它們所對應的殼被稱為主殼。目前已知的質(zhì)子最大幻數(shù)是Z =82，探究質(zhì)子殼結(jié)構(gòu)在Z =82以上的演化, 對于認識超重核的殼結(jié)構(gòu)性具有重要意義。相對于主殼而言, 亞殼(subshell)在維持原子核穩(wěn)定性上要弱一些。理論上, 關(guān)于是否存在Z = 92質(zhì)子亞殼長期以來一直有爭議。相對論平均場(Relativistic Mean-field)模型與宏觀-微觀(Macroscopic–microscopic)模型都預言了Z = 92亞殼的存在，而大規(guī)模殼模型計算卻給出了否定結(jié)果。 

　　新核素²²³Np的子核²¹⁹Pa是核素圖上壽命最短的a衰變核素（~60 ns）。實驗中采用了數(shù)字化波形采樣技術(shù)和快上升的前置放大器，建立了²²³Np→²¹⁹Pa→²¹⁵Ac→²¹¹Fr完整的a衰變鏈，也是首次實驗建立²¹⁹Pa的a衰變鏈。圖1中是三例 (²²³Np)-a(²²³Np)-a(²¹⁹Pa)三重疊加事件。另外實驗中對前放和雙面硅條探測器進行了有效的冷卻, a粒子能量分辨可以達到~20 keV, 極大地提高了實驗的精度。  

　　該項研究得到了國家自然科學基金、科技部973項目的支持。國內(nèi)外9個單位的研究人員參加了該工作，相關(guān)成果已發(fā)表在Physics Letters B上。文章鏈接: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317302654 

　　圖1：三例前放輸出的注入核(²²³Np)-a(²²³Np)-a(²¹⁹Pa)三重疊加事件的波形