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12月11日，記者從中國科學院近代物理研究所獲悉，該所科研人員及合作者利用美國阿貢國家實驗室充氣譜儀AGFA（Argonne Gas-Filled Analyzer）成功合成超鐨新核素鐒-251，并對鐒-253的α衰變精細結(jié)構(gòu)進行了測量。這是近二十年來科研人員首次直接合成的鐒的新同位素，也是充氣譜儀AGFA上合成的第一個新核素。相關成果發(fā)表于核物理學領域期刊《物理評論C》。

超重元素的合成及其結(jié)構(gòu)研究是當前原子核物理研究的一個重要前沿領域。若干決定超重核穩(wěn)定島位置的關鍵軌道能級由于形變會降低到質(zhì)子數(shù)Z≈100、中子數(shù)N≈152核區(qū)的費米面附近。因此，這一核區(qū)的譜學研究可以對現(xiàn)有描述穩(wěn)定島的各個理論模型進行嚴格檢驗，從而進一步了解超重核穩(wěn)定島的相關性質(zhì)，是當下探索超重核結(jié)構(gòu)性質(zhì)的熱點課題。

此次實驗中，科研人員利用美國阿貢國家實驗室ATLAS直線加速器提供的鈦-50束流分別轟擊鉈-203/205靶，在充氣譜儀上通過熔合反應合成目標核鐒-251/253。

研究結(jié)果表明，形成超重核穩(wěn)定島的關鍵質(zhì)子能級在鐒的豐質(zhì)子同位素中存在能級反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。此外，研究人員還通過推轉(zhuǎn)殼模型下粒子數(shù)守恒方法對這一核區(qū)的能級結(jié)構(gòu)進行了理論分析，計算結(jié)果表明ε6形變對其單質(zhì)子能級的演化起著重要的作用。