科學(xué)家首次觀測(cè)到一種新的衰變模式。在這種衰變中，氧的一種較輕的形式，即氧-13(有8個(gè)質(zhì)子和5個(gè)中子)，通過分裂出3個(gè)氦核(一個(gè)沒有周圍電子的原子)、1個(gè)質(zhì)子而衰變。這項(xiàng)研究發(fā)表在最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上。

此前，科學(xué)家觀察到一種有趣的放射性衰變模式——β+衰變。其中，質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子，并通過發(fā)射正電子和中微子來釋放部分產(chǎn)生的能量。在最初的β衰變之后，產(chǎn)生的原子核有足夠能量來“蒸發(fā)”額外的粒子，使自己更穩(wěn)定。

此次，通過觀察單個(gè)原子核分裂并測(cè)量其分裂產(chǎn)物，科學(xué)家觀察到了這種衰變。他們首次觀測(cè)到原子核經(jīng)β衰變后釋放出3個(gè)氦核(α粒子)和1個(gè)質(zhì)子。這些發(fā)現(xiàn)可讓他們了解衰變過程和衰變前原子核的性質(zhì)。

在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用回旋加速器產(chǎn)生一束高能(約10%光速)的放射性原子束。他們將氧-13放射性物質(zhì)束發(fā)送到探測(cè)設(shè)備中。

物質(zhì)束停在這一充滿二氧化碳?xì)怏w的探測(cè)器內(nèi)，大約10毫秒后通過發(fā)射1個(gè)正電子和1個(gè)中微子(β+衰變)進(jìn)行了衰變。將氧-13以一次一個(gè)原子核的方式注入探測(cè)器并等待其衰變，研究人員測(cè)量了β衰變后“蒸發(fā)”的粒子。

研究人員用計(jì)算機(jī)程序分析數(shù)據(jù)，以確定粒子在氣體中留下的軌跡，從而確定了觀察到的衰變，即β衰變后釋放出3個(gè)氦核(α粒子)和1個(gè)質(zhì)子，這是一種每1200次衰變僅發(fā)生一次的罕見事件。