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　　中科院近代物理研究所的科研人員近日發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的²¹⁸Pa的同核異能態(tài)，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Physics Letters B上。 

　　原子核的同核異能態(tài)一般是指壽命較長(zhǎng)的激發(fā)態(tài)。在核子數(shù)緊靠幻數(shù)的核區(qū)，通過(guò)測(cè)量同核異能態(tài)的衰變性質(zhì)可以得到有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)及其演化的重要信息。 

　　此前的研究發(fā)現(xiàn)，中子數(shù)N=127的同中子素²¹⁰Bi、²¹²At、²¹⁴Fr和²¹⁶Ac都存在具有α放射性的同核異能態(tài)。然而，對(duì)于更重的N=127的同中子素²¹⁸Pa, 是否也存在同核異能態(tài)并不清楚；盡管有其基態(tài)衰變性質(zhì)的研究，但不同文獻(xiàn)在衰變性質(zhì)的指認(rèn)上存在較大爭(zhēng)議。 

　　中科院近代物理研究所的科研人員與來(lái)自中山大學(xué)、廣西師范大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、山東大學(xué)、中科院理論物理研究所、同濟(jì)大學(xué)等的研究者合作，在蘭州重離子加速器的充氣譜儀終端上開(kāi)展⁴⁰Ar +¹⁸²W實(shí)驗(yàn)，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物²¹⁸Pa進(jìn)行了 α-γ符合測(cè)量。 

　　實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)了²¹⁸Pa的同核異能態(tài)，并測(cè)量到該同核異能態(tài)有兩個(gè) α衰變分支。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與殼模型理論計(jì)算，初步指認(rèn)²¹⁸Pa的基態(tài)和同核異能態(tài)的自旋和宇稱(chēng)分別為8^-和1^-。這一結(jié)果表明²¹⁸Pa在系統(tǒng)性上不再與其它的N = 127同中子素保持一致?？蒲腥藛T認(rèn)為，這一物理現(xiàn)象的產(chǎn)生與質(zhì)子、中子相互作用逐漸轉(zhuǎn)變成質(zhì)子空穴、中子相互作用有關(guān)。 

　　此外，研究人員還觀(guān)測(cè)到了²¹⁸Pa的基態(tài) α衰變性質(zhì)和 α-γ符合的情況?？蒲腥藛T測(cè)量了兩個(gè)已知的 α衰變分支，指認(rèn)這兩個(gè) α衰變是²¹⁸Pa基態(tài)到子核²¹⁴Ac的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的躍遷。這一結(jié)論澄清了之前文獻(xiàn)中存在指認(rèn)爭(zhēng)議的問(wèn)題。 

　　該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院對(duì)外合作重點(diǎn)項(xiàng)目的支持。  

　　文章鏈接https://doi.org/10.1016/j.physletb.2019.135102 

　　圖1. N=127同中子素²¹²At, ²¹⁴Fr, ²¹⁶Ac和²¹⁸Pa的衰變綱圖。（楊華彬/圖） 

　　圖2. (a) ⁴⁰Ar+¹⁸²W實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物α衰變能譜；(b)²¹⁸Pa的α衰變能譜；(c) ²¹⁸Pa的α-γ符合關(guān)聯(lián)二維圖。(楊華彬/圖) 

　　(超重核與核結(jié)構(gòu)研究室 供稿)