研究人员推断出同位素钙 40 中不同核构型之间的过渡强度

图1 原子质量小于50的原子核的自旋0态之间的跃迁强度。绿点表示超变形态和40 Ca基态之间的跃迁强度，其值最小。红点为实验值，虚线为与质量数 A 的 2/3 次方成反比的曲线，表示自旋 0 态之间相对于质量的趋势。学分：E. Ideguchi

大阪大学核物理研究中心的科学家与澳大利亚国立大学、日本原子能机构、东京大学和 GIT AM 大学合作，使用质子照射的钙箔的测量值来推断两者之间的跃迁强度钙 40 中的不同核构型。他们发现，量子干涉使从拉长的“超变形”状态转变为正常的球形状态的可能性比预期的要小得多。这项工作可能有助于更好地理解超新星中的元素是如何形成的。

在核物理学中，一些同位素被称为“魔法”，因为它们包含的质子或中子数量正好可以形成一个完整的壳。前几个神奇的数字是 2、8、20、28 和 50。钙 40 是最丰富的钙形式，被认为是“双重神奇”，因为它的原子核中有 20 个质子和 20 个中子。因此，这种同位素非常稳定。有了魔核，各种形状的核可能具有非常相似的能量，从而可以共存。这代表了质子和中子同时存在多个构象的量子叠加。然而，“超变形”构象中的原子核的衰变机制，形状像一个细长的橄榄球，

图2 40 Ca原子核和正负电子对跃迁共存的三种变形态示意图。(A) 从超变形状态到球形基态的过渡，(B) 从正常变形状态到基态的过渡，以及 (C) 从超变形状态到正常变形状态的过渡。学分：E. Ideguchi

现在，研究小组利用钙 40 核的不同状态之间的衰变跃迁测量电子和正电子发射来阐明机制。“我们观察到的证据表明，从超变形激发态到球形基态的衰变在钙 40 核中被意外抑制，”第一作者 Eiji Ideguchi 说。研究小组发现，这些状态之间的跃迁强度非常小，因为相似能量的共存形状配置之间存在破坏性量子干涉。

为了收集实验数据，质子向钙靶发射，并测量从激发态发射的电子和正电子。“这项工作加深了我们对原子核特有的共存变形状态的理解，”资深作者 Tibor Kibédi 说。他们的研究将发表在《物理评论快报》上，这项研究可能有助于科学家更好地了解宇宙中不同元素的产生过程，以及魔核的显着稳定性。