中國科學院近代物理研究所的科研人員近日發現了一個新的218Pa的同核異能態，相關結果發表在Physics Letters B上。
原子核的同核異能態一般是指壽命較長的激發態。在核子數緊靠幻數的核區，通過測量同核異能態的衰變性質可以得到有關原子核結構及其演化的重要信息。
此前的研究發現，中子數N=127的同中子素210Bi、212At、214Fr和216Ac都存在具有α放射性的同核異能態。然而，對于更重的N=127的同中子素218Pa，是否也存在同核異能態并不清楚；盡管有其基態衰變性質的研究，但不同文獻在衰變性質的指認上存在較大爭議。
近代物理所的科研人員與來自中山大學、廣西師范大學、南京航空航天大學、山東大學、中科院理論物理研究所、同濟大學等的研究者合作，在蘭州重離子加速器的充氣譜儀終端上開展40Ar +182W實驗，對反應產物218Pa進行了α-γ符合測量。
實驗首次發現了218Pa的同核異能態，并測量到該同核異能態有兩個α衰變分支。結合實驗數據與殼模型理論計算，初步指認218Pa的基態和同核異能態的自旋和宇稱分別為8-和1-。這一結果表明218Pa在系統性上不再與其它的N = 127同中子素保持一致。科研人員認為，這一物理現象的產生與質子、中子相互作用逐漸轉變成質子空穴、中子相互作用有關。
此外，研究人員還觀測到了218Pa的基態α衰變性質和α-γ符合的情況。科研人員測量了兩個已知的α衰變分支，指認這兩個α衰變是218Pa基態到子核214Ac的基態和激發態的躍遷。這一結論澄清了之前文獻中存在指認爭議的問題。
該工作得到國家自然科學基金項目、國家重點研發計劃、中科院對外合作重點項目的支持。
