科研动态｜袁岑溪教授团队在SCPMA期刊上发表重要成果

发布人：中法核发布日期：2025-09-16

　　近日，我院袁岑溪教授团队在原子核物理研究领域取得重要进展，相关成果发表于SCI期刊《Science China Physics, Mechanics & Astronomy》（SCPMA 英文版，影响因子7.5）。该期刊是中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办、《中国科学》杂志社出版的学术刊物，力求及时报道物理学、力学和天文学基础研究与应用研究等方面具有创新性和广泛影响的最新研究成果。该研究探讨了在核素图上208Pb邻域极端丰中子核区中存在长寿命同核异能态的可能性及其对宇宙r过程核合成的潜在影响，为我国未来在相关实验探测方面提供了理论依据。

　　同核异能态是指原子核中寿命较长的激发态。2022年，袁岑溪教授团队曾成功预言208Pb以南若干同核异能态的存在，其成果发表于Physical Review C （影响因子3.4）。2024年，Physical Review Letters（影响因子9.0）发表实验团队在208Pb以南新发现的四个同核异能态，其中既包括团队预测到的态，也包括两个未预测到的毫秒级伽马跃迁同核异能态。尽管毫秒时间尺度在人类感知中极为短暂，但在原子核物理中却具有重要意义。原子核寿命可跨越数十个数量级，从短于10⁻20秒到长于1020秒不等，而典型伽马跃迁寿命仅为皮秒量级—比毫秒短了九个数量级。因此，毫秒级同核异能态已相当接近人类可实际观测与应用的时空尺度。

　　在配合实验团队分析预测外的毫秒态成因的过程中，袁岑溪团队发现质子-中子相互作用导致丰中子核中h11/2能级上移，从而更易形成自旋为11/2⁻的同核异能态。这一机制引发团队进一步思考：若继续移除质子，进入更丰中子核区，是否可能出现寿命更长的同核异能态？

　　通过系统理论计算，团队发现，在更丰中子环境中，质子间相互作用将进一步推高h11/2轨道，使得同核异能态更易形成。不论是通过增加中子数，还是移除质子以增强丰中子性，均会显著延长该类态的寿命。在极端丰中子条件下，伽马跃迁寿命甚至可能超过贝塔衰变时标，从而影响原子核的衰变路径，并对宇宙r过程元素合成产生重要影响。

增加中子或移除质子改变质子h11/2轨道的机制示意图

　　该项研究不仅深化了对同核异能态形成机制的理解，也为未来实验探测提供了明确方向。目前，极端丰中子核区同核异能态的实验观测极具挑战。随着惠州强流重离子加速装置（HIAF）的建设，该区域实验研究将成为重要方向。袁岑溪教授表示，团队除继续开展理论预测外，也期待在放射性束流探测终端共建中发挥作用，推动对极端丰中子核基态与同核异能态衰变行为的实验研究。

　　该研究工作得到国家自然科学基金等项目的支持。