图1：^214,216U中质子-中子相互作用导致α粒子形成几率增强的示意图（张志远/图） 

　　来自中科院近代物理所等单位的科研人员，利用兰州重离子加速器的充气反冲核谱仪SHANS装置，在N = 126附近的轻锕系核区首次合成了新核素²¹⁴U，并同时精确测量了^216,218U的α衰变性质。其中，新核素²¹⁴U仅观察到两条α衰变链，其核反应的产生截面仅为10pb，是目前SHANS谱仪上合成的新核素中反应截面最低的原子核，也是目前发现的最轻的铀同位素。 

　　根据新测量的实验数据，科研人员首次在重核区发现了强的质子-中子相互作用导致α衰变中α粒子预形成几率显著增强的现象。研究人员提取了偶偶核α衰变约化宽度的物理量，并研究了Po-Pu核区α衰变约化宽度的系统性。研究发现，质子-中子相互作用在N < 126偶偶核α衰变中起着关键作用：相互作用越强，约化衰变宽度也越大，因此α粒子的预形成几率也越大。 

　　研究还发现，^214,216U的α衰变宽度明显偏离了系统性趋势，大约是已知Po-Th核素衰变宽度的两倍。在大规模壳模型理论计算的支持下，这种奇特的α衰变宽度增强效应被成功地解释为占据π1f_7/2轨道的价质子和占据ν1f_5/2轨道的价中子间相互作用突然增强的结果。 

　　该实验现象的发现也预示着在极端缺中子的超铀核区（Z > 92, N < 126）存在类似的效应，将促进人们对原子核α衰变过程中α粒子预形成物理机制的更深入理解。 

　　图2：实验测量的新核素²¹⁴U的两条α衰变链。（图源：PRL） 

　　图3：Po-Pu偶偶核约化α衰变宽度随中子数(a)和N_pN_n值(b)变化的系统性，图中实心圆点表示本工作中提取的^214,216,218U的α衰变宽度。N_p和N_n分别代表原子核中价质子和价中子的数目，它们的乘积一般用来衡量质子-中子相互作用的强度。(图源/PRL) 

　　该研究主要由中科院近代物理所核物理中心新核素合成团队负责，联合同济大学、中科院理论物理所、中山大学、瑞典皇家理工学院、英国约克大学、北京大学、广西师范大学、南京航空航天大学、山东大学、辽宁师范大学等国内外11家单位共同完成。  

　　研究工作得到了中国科学院B类先导科技专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、中国科学院前沿科学重点研究项目、广西自然科学基金项目、中科院青年创新促进会以及英国科学技术装置委员会等项目的支持。

　　文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.152502 

　　Physics杂志报道链接：https://physics.aps.org/articles/v14/s43 

　　（超重核与核结构室  供稿）