科学探索|科学家创造奇怪的南瓜形原子核：在450纳秒内衰变科学家创造奇怪的南瓜形原子

北京时间4月8日消息，据国外媒体报道，近日，芬兰的物理学家创造了一个南瓜形状的原子核，它能以一种罕见的放射性衰变方式释放质子。

文章图片

【科学探索|科学家创造奇怪的南瓜形原子核：在450纳秒内衰变】在质子发射的放射性元素中，镥-149原子核的半衰期最短。研究人员在3月16日的《物理评论快报》（Physical Review Letters）上撰文称，该原子核可以在短短450纳秒内就失去了一半的放射性（衰变为其他元素）。
镥（Lu）是一种稀土元素，在自然形态下是一种银色金属，原子序数为71 。在稀土元素中，镥的丰度仅高于铥和放射性的钷，但仍比银常见得多。通常情况下，镥会与金属元素镱（Yb）一起出现在地壳中。镥-176是一种比较常见的放射性同位素（占所有镥同位素的2.5%），半衰期约为380亿年，可用于测量陨石的年龄。地球上的镥由镥-175和镥-176两种同位素组成，其中只有镥-175是稳定的。
20世纪80年代，科学家观察了镥的同位素镥-151的衰变，发现其会在基态时从原子核中释放出一个质子。基态是一个原子处于最低能级的状态，此时电子在离核最近的轨道上运动，这也是原子最稳定的构型。质子发射十分罕见，而镥-151是第一个被观测到在稳定基态衰变时发射质子的同位素。
研究质子衰变可以让研究人员窥视原子核的内部，了解质子和中子如何结合在一起。作为这项研究的一部分，于韦斯屈莱大学的物理学博士后研究者卡勒·奥兰宁及其创造了一种新的镥同位素——镥-149，它的原子核中有71个质子和78个中子。他们发现，镥-149比镥-151更加奇特。首先，镥-149的原子核不是一个整齐的球体，而是一个被压扁的椭球体，看起来有点像南瓜。这种现象被称为“扁圆畸变”，而镥-149是迄今为止测量到的畸变最严重的原子核。
镥-149的半衰期也明显短于镥-151的80.6毫秒。据报道，研究人员通过燃烧镍的同位素镍-58和钌的同位素钌-96来创造这种新的镥同位素。在研究中，镥-149衰变为镱148，而镱148本身也不会存在很长时间，其半衰期为250毫秒。研究人员表示，未来有可能创造出镥-148，其寿命可能比镥-149更长一些。（任天）