本報訊(記者葉滿山)近日，中國科學院近代物理研究所(以下簡稱近代物理所)的科研人員與來自法國、芬蘭、南非和英國等國家的合作者首次成功建立了β緩發質子核鑭-120的激發態結構，在質子滴線原子核的質子中子相互作用和形狀演化研究方面取得重要進展。相關成果發表于《物理快報B》。

理論預言，當位于中重質量區的原子核靠近N=Z線時，質子-中子相互作用會增強，并對激發態的結構產生重要影響。同時，原子核可能伴隨形狀的演化呈現出“橄欖球”(長橢球)，甚至是稀有的“南瓜形”(扁橢球)、“梨形”(八極形變)和“獼猴桃形”(三軸形變)。因此，通過實驗測量奇特核的激發態性質對于檢驗相關理論模型至關重要。

為了探索極端豐質子鑭原子核的結構演化及其背后的物理機制，近代物理所和法國巴黎薩克雷大學的研究人員主導開展了尋找鑭-120激發態的實驗。鑭-120是一種稀有的β緩發質子核，于1984年首次發現。由于熔合蒸發反應生成鑭-120的截面極小，反應產物十分復雜，因此分離及鑒別鑭-120極其困難。在過去的40年中，實驗物理學家一直未能成功測量到鑭-120的激發態。

研究團隊利用芬蘭于韋斯屈萊大學重離子加速器上的質量分析譜儀和伽馬探測器陣列，結合多種時間空間關聯測量技術，首次在實驗上建立了鑭-120的激發態能級結構，發現鑭-120的奇偶能級劈裂符合系統性，但是它的電磁躍遷比顯著不同。結合理論模型，研究團隊發現，鑭-120展現出一種稀有的三軸形變，并且質子-中子相互作用在描述質子滴線奇奇核的結構中扮演著重要角色。