2025年1月15日，来自GSI/FAIR、美因茨约翰内斯古腾堡大学(JGU)和美因茨亥姆霍兹研究所(HIM)的一组研究人员，在《物理评论快报》杂志上发表了一项重要研究成果。他们通过测量超重卢瑟福鎓252核，成功地更详细地探索了超重核素内所谓稳定岛的极限，并确定了已知寿命最短的超重核。该成果被杂志突出显示为“编辑建议”。
在原子核中，质子和中子通过强大的力量保持凝聚力。然而，由于质子带正电，相互排斥，因此质子过多的原子核存在分裂的风险。质子和中子的某些特定组合(称为“幻数”)能为原子核提供额外的稳定性。早在20世纪60年代，理论工作就预测，在不稳定的超重核海洋中，存在一个稳定岛，该岛上的原子核可能拥有很长的寿命，甚至接近地球的年龄。
目前，通过观测已知最重原子核的半衰期增加，已经证实了稳定岛的存在。然而，稳定岛的具体位置、高度(反映最大预期半衰期)及其范围仍然未知。此次，GSI/FAIR、JGU和HIM的研究人员通过发现迄今为止已知寿命最短的超重核——卢瑟福鎓252(Rf-252)，进一步推动了稳定岛的探索。
为了实现实验检测，研究人员需要找到寿命至少为百万分之一秒的超重核。然而，他们发现，由量子效应稳定的激发态(异构体)有时寿命较长，允许进入短寿命的原子核。因此，研究人员将稳定岛的形象丰富为“漂浮在不稳定之海上的‘稳定云’”。
核素图的部分显示了测量的Rf-252的衰变特性
实验中，研究人员使用GSI/FAIR的UNILAC加速器提供的钛50强光束，将钛芯与目标箔上的铅芯融合，产生了以前未知的原子核Rf-252。融合产物在反式锕系分离器和化学装置TASCA中分离，并在约0.6微秒的飞行时间后被植入硅探测器中。该探测器记录了它们的植入和随后的衰变。
总共检测到27个半衰期为13微秒的裂变衰变Rf-252原子。同时，还检测到三起异构体Rf-252m注入后发射的电子以及衰变到基态期间释放的电子。根据这些数据，研究人员得出Rf-252基态的半衰期为60纳秒，使其成为目前已知寿命最短的超重核。
GSI/FAIR超重元素化学研究部负责人Christoph E. Düllmann教授表示，这一结果将最重核的已知寿命下限降低了近两个数量级，对于直接测量来说太短了。然而，这一发现为进一步研究与此类异构态、反向裂变稳定性以及最重原子核中的同位素极限相关的现象奠定了新的基准。
未来，研究人员计划测量下一个较重元素海硼(Sg，106号元素)中具有反向能隙稳定性的异构态，以进一步绘制同位素边界图。这一结果还为正在达姆施塔特建设的国际设施FAIR(反质子和离子研究设施)提供了新的视角。
