双质子衰变的新发现

镁-18是常见元素镁的一种同位素，在核物理学中具有独特的地位。这种奇异的核素展现出一种罕见的放射性形式，称为双质子发射。了解镁-18的结构及其双质子衰变机制的复杂细节，对于提高我们对核物理知识和远离稳定谷的原子核行为的认识至关重要。

滴线核和双质子发射

近几十年来，在探索核稳定性的边界方面取得了重大进展。这导致了许多滴线核的发现，其特征是质子与中子比的显著不平衡。这些原子核高度不稳定，并表现出受“连续体效应”严重影响的奇异衰变模式。本质上，滴线核中的质子结合得如此松散，以至于它们很容易逃离原子核，进入无束状态或连续体。

双质子发射，最初在 1960 年代提出，是一种特别罕见的放射性形式，但只在最近几年才被实验观察到。它代表了一种仅在极富质子的原子核中发生的三体量子隧穿现象。这个过程突出了母核与价质子之间的复杂相互作用，价质子是容易参与衰变的最外层质子。

双质子衰变的多样性

不同的原子核的双质子发射机制各不相同。一些原子核的双质子衰变，其中两个质子以紧密相关的对形式出现；而另一些原子核则表现出大角度发射，其中质子以显著不同的角度射出。这些变化在很大程度上取决于母核的内部结构和其相邻核的性质。了解这些不同的衰变过程，使研究人员能够探索原子核的复杂结构，并检验核理论的预测。

最近发表的一项研究揭示了镁-18这个独特案例。研究表明，该原子核的基态受连续体的影响很大，导致显著的s波分量。简单来说，镁-18中的质子更有可能占据特定的低角动量状态，这在使双质子衰变成为可能方面起着关键作用

然而，尽管存在这种s波优势，研究人员并未观察到镁-18与其镜像核碳-18之间存在显著的镜像对称性偏差。镜像核是具有相同数量核子但质子和中子数量互换的核对，它们会表现出相似的性质。这一观察表明，尽管存在连续体效应，但它并没有根本改变镁-18的整体结构。

更有趣的是，时间演化分析表明，镁-18在其衰变的第一步经历了同时的双质子发射，这与其他原子核中观察到的顺序发射场景形成对比。此外，所观察到的核子-核子相关性，描述了质子之间的相互作用，与其他轻质量双质子 发射中观察到的相关性一致。这种一致性表明，在核素图的这一特定区域内，这些原子核有一个共同的潜在衰变机制。

研究意义

镁-18及其独特的双质子衰变机制的研究，为研究处于稳定边缘的奇异核的行为提供了宝贵的信息。连续体的影响，镜面对称性没有显著偏差，以及同时质子发射的可能性，描绘了核结构和衰变过程的复杂图景。理解这些复杂性不仅对核物理学至关重要，而且对推动量子理论在复杂多体系统领域的边界也至关重要。