科學(xué)家創(chuàng)造奇怪的南瓜形原子核：在450納秒內(nèi)衰變

在質(zhì)子發(fā)射的放射性元素中，镥-149原子核的半衰期最短。研究人員在3月16日的《物理評論快報》（Physical Review Letters）上撰文稱，該原子核可以在短短450納秒內(nèi)就失去了一半的放射性（衰變?yōu)槠渌兀?/p>

镥（Lu）是一種稀土元素，在自然形態(tài)下是一種銀色金屬，原子序數(shù)為71。在稀土元素中，镥的豐度僅高于銩和放射性的钷，但仍比銀常見得多。通常情況下，镥會與金屬元素鐿（Yb）一起出現(xiàn)在地殼中。镥-176是一種比較常見的放射性同位素（占所有镥同位素的2.5%），半衰期約為380億年，可用于測量隕石的年齡。地球上的镥由镥-175和镥-176兩種同位素組成，其中只有镥-175是穩(wěn)定的。

20世紀80年代，科學(xué)家觀察了镥的同位素镥-151的衰變，發(fā)現(xiàn)其會在基態(tài)時從原子核中釋放出一個質(zhì)子。基態(tài)是一個原子處于最低能級的狀態(tài)，此時電子在離核最近的軌道上運動，這也是原子最穩(wěn)定的構(gòu)型。質(zhì)子發(fā)射十分罕見，而镥-151是第一個被觀測到在穩(wěn)定基態(tài)衰變時發(fā)射質(zhì)子的同位素。

研究質(zhì)子衰變可以讓研究人員窺視原子核的內(nèi)部，了解質(zhì)子和中子如何結(jié)合在一起。作為這項研究的一部分，于韋斯屈萊大學(xué)的物理學(xué)博士后研究者卡勒·奧蘭寧及其創(chuàng)造了一種新的镥同位素——镥-149，它的原子核中有71個質(zhì)子和78個中子。他們發(fā)現(xiàn)，镥-149比镥-151更加奇特。首先，镥-149的原子核不是一個整齊的球體，而是一個被壓扁的橢球體，看起來有點像南瓜。這種現(xiàn)象被稱為“扁圓畸變”，而镥-149是迄今為止測量到的畸變最嚴重的原子核。

镥-149的半衰期也明顯短于镥-151的80.6毫秒。據(jù)報道，研究人員通過燃燒鎳的同位素鎳-58和釕的同位素釕-96來創(chuàng)造這種新的镥同位素。在研究中，镥-149衰變?yōu)殍O148，而鐿148本身也不會存在很長時間，其半衰期為250毫秒。研究人員表示，未來有可能創(chuàng)造出镥-148，其壽命可能比镥-149更長一些。（任天）