铝-20以爆炸性三质子破裂粉碎核常规！

在7月10日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)的一项研究中，中国科学院（CAS）近代物理研究所（IMP）的物理学家及其合作者首次报告了铝-20的观测与谱学研究结果。铝-20是一种先前未知的不稳定同位素，通过罕见的三质子发射过程发生衰变。

该研究的第一作者、近代物理研究所徐晓东副教授表示："铝-20是迄今发现的最轻铝同位素。它位于质子滴线之外，比稳定的铝同位素少了7个中子。"

研究人员在德国达姆施塔特的GSI亥姆霍兹重离子研究中心（GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research）的碎片分离器上采用飞行中衰变技术，测量了铝-20衰变产物的角关联，进而发现了此前未知的铝-20原子核。

通过详细的角关联分析，研究人员发现铝-20基态首先通过发射一个质子衰变至镁-19的中间基态，随后镁-19基态通过同时发射两个质子进行后续衰变。铝-20是首个被观测到的三质子发射体，其单质子衰变的子核是双质子放射性核素。

研究人员还发现，铝-20基态的衰变能显著小于由同位旋对称性推断的预测值，这表明铝-20及其镜像核伙伴氖-20可能存在同位旋对称性破缺。

这一发现得到了最先进理论计算的支持，该计算预测铝-20基态的自旋宇称与氖-20基态的自旋宇称存在差异。

徐晓东表示："这项研究增进了我们对质子发射现象的理解，并为质子滴线外原子核的结构与衰变提供了新洞察。"

迄今为止，科学家已发现超过3300种核素，但其中不足300种是稳定且天然存在的。其余皆为通过放射性衰变的不稳定核素。常见的衰变模式（如α衰变、β^-衰变、β⁺衰变、电子俘获、γ辐射以及裂变）在20世纪中期已被发现。

近几十年来，得益于核物理实验设施和探测技术的巨大发展，科学家在远离稳定线的原子核（特别是缺中子核）研究中发现了若干奇异衰变模式。

20世纪70年代，科学家发现了单质子放射性（原子核通过发射一个质子衰变）。进入21世纪后，在一些极端缺中子的原子核衰变中观察到双质子放射性。近年来，甚至观测到了更为罕见的三质子、四质子及五质子发射等衰变现象。

这项合作研究包含近代物理研究所、GSI、复旦大学等十余家机构的贡献。

该工作得到了国家重点研发计划、中国科学院国际人才计划（PIFI）、国家自然科学基金等项目的支持。