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原子核β衰变释放四个粒子模式首次发现

科技日报记者 张佳欣

    科学家首次观测到一种新的原核衰变模式。在这种衰变中,β衰式首氧的变释一种较轻的形式,即氧-13(有8个质子和5个中子),粒模通过分裂出3个氦核(一个没有周围电子的原核原子)、1个质子而衰变。β衰式首这项研究发表在最新一期《物理评论快报》杂志上。变释

  此前,粒模科学家观察到一种有趣的原核放射性衰变模式——β+衰变。其中,β衰式首质子转化为中子,变释并通过发射正电子和中微子来释放部分产生的粒模能量。在最初的原核β衰变之后,产生的β衰式首原子核有足够能量来“蒸发”额外的粒子,使自己更稳定。变释

  此次,通过观察单个原子核分裂并测量其分裂产物,科学家观察到了这种衰变。他们首次观测到原子核经β衰变后释放出3个氦核(α粒子)和1个质子。这些发现可让他们了解衰变过程和衰变前原子核的性质。

  在这项实验中,研究人员使用回旋加速器产生一束高能(约10%光速)的放射性原子束。他们将氧-13放射性物质束发送到探测设备中。

  物质束停在这一充满二氧化碳气体的探测器内,大约10毫秒后通过发射1个正电子和1个中微子(β+衰变)进行了衰变。将氧-13以一次一个原子核的方式注入探测器并等待其衰变,研究人员测量了β衰变后“蒸发”的粒子。

  研究人员用计算机程序分析数据,以确定粒子在气体中留下的轨迹,从而确定了观察到的衰变,即β衰变后释放出3个氦核(α粒子)和1个质子,这是一种每1200次衰变仅发生一次的罕见事件。

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