物理学家观察到镧-120的激发态

物理学家首次在中子极度缺乏的奇核镧-120中观察到激发态。这项研究发表在《物理快报》B上，由中国科学院现代物理研究所 (IMP) 的研究人员及其来自法国、芬兰、南非等国的合作者完成。

随着中重核接近 N=Z 线，预计质子-中子相互作用将增强，对激发态结构产生可测量的影响。这还可能伴随原子核形状的变化，呈现非球形，例如“橄榄球”(长球形)、“薄饼”(扁球形)、“梨”(八极)或“猕猴桃”(三轴)形状。

镧-120是一种罕见的β缓发质子发射体，于1984年被发现。由于其生产截面极低，分离和鉴定镧-120是一项巨大的挑战。在过去的40年里，实验物理学家一直未能成功测量镧-120的激发态。

“通过实验测量激发态对于探索极富质子的镧核结构演变的潜在机制至关重要，”该研究的通讯作者之一、IMP 副教授 Lyv Bingfeng 说道。

研究人员在芬兰于韦斯屈莱大学加速器实验室利用由质量分离器和高效伽马探测器阵列组成的先进装置，寻找镧-120的激发态，并建立了镧-120的能级结构。

研究人员发现，镧-120 的奇自旋和偶自旋级联能量交叉时的自旋遵循系统趋势。此外，他们还发现跃迁概率呈现出截然不同的模式，奇自旋和偶自旋之间存在显著的交错，这与相邻原子核不同。

“我们的数据与理论模型相结合，表明镧-120表现出明显的三轴变形。这项研究还表明，质子-中子相互作用在描述A≈120质量区域质子滴线附近的奇奇核结构方面起着至关重要的作用，”另一位通讯作者、法国巴黎萨克雷大学的科斯特尔·佩特拉什说。