近日，芬兰于韦斯屈莱大学加速器实验室的研究人员在放射性镧同位素的研究中取得了重要突破，他们精确测量了这些同位素的原子质量，并揭示了一个意外的核能转变特征，这一发现对现有核物理模型提出了挑战，并对天体物理研究产生了深远影响。
于韦斯屈莱大学的研究人员精确测量了放射性镧同位素的原子质量，发现它们的核结合能出现了意外的“激增”。这一发现挑战了现有的核质量模型，并为理解宇宙中重元素的产生提供了关键数据。来源：SciTechDaily.com
研究人员利用离子引导同位素分离在线(IGISOL)设施，成功生产了短寿命、中子丰富的镧同位素。由于这些同位素的存在时间非常短暂，因此精确测量其质量是一项极具挑战性的任务。然而，得益于高灵敏度的相位成像离子回旋共振技术和JYFLTRAP彭宁阱质谱仪，研究人员成功测定了六种镧同位素的质量，其中包括首次测量的镧-152和镧-153的质量。
这一发现不仅为了解宇宙中比铁重的元素的形成提供了关键数据，还促使科学家们进一步研究造成这种异常的根本核结构。中子丰富的放射性核的核结合能在模拟宇宙中重元素的起源中起着关键作用，而镧同位素的中子分离能则提供了有关原子核结构的重要信息。
在研究过程中，研究人员发现了一个独特的“凸起”特征。当中子数量从92增加到93时，镧同位素的两中子分离能会出现强烈的局部增加。这一观察到的凸起是独一无二的，并且目前的所有核质量模型都无法解释这一现象。研究人员推测，这可能是由这些同位素的核结构突然变化引起的，但需要进一步的研究来证实。
新的精确质量值不仅改变了计算出的天体物理中子俘获反应率，还在最极端的情况下将与质量相关的不确定性降低了80倍。这些改进的反应速率对于解决快速中子俘获(r)过程中稀土元素丰度峰值的形成非常重要。更重要的是，测量结果表明，目前天体物理模型中使用的核质量模型无法预测这一特征，未来需要进一步发展更精确的核物理模型来解释和预测这一现象。
于韦斯屈莱大学的Anu Kankainen教授表示：“这一发现不仅挑战了我们对核物理的理解，还为未来的研究提供了新的方向。我们期待能够进一步揭示这些同位素的核结构特征，并为天体物理研究提供更准确的数据支持。”
