激光光谱首次精确揭示镄-255原子核形状，为寻找超重元素提供新线索

国际科研团队首次高精度测定了锕系元素镄-255的原子核结构，确认其原子核呈明显的长椭球形，类似橄榄球。这项研究发表于《物理评论快报》，由德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学、亥姆霍兹美因茨研究所、瑞典哥德堡大学等18家机构合作完成。研究结果不仅修正了以往标准数据表中部分不合理的核性质数值，也为现代原子核理论模型提供了关键实验验证。

镄是自然界中不存在的人工合成重元素，镄-255含有100个质子和155个中子，实验获取极为困难。研究团队通过跨越多年、涉及多个设施的复杂生产路线，先在美国橡树岭国家实验室高通量同位素反应堆中对超铀材料进行数月中子辐照，生成锿-254;随后材料被送往德国美因茨处理，再转至法国劳厄-朗之万研究所继续辐照以制备锿-255。锿-255半衰期约40天，可持续衰变产生镄-255，为后续实验提供样品来源。

在美因茨大学RISIKO质量分离器上，研究人员将极少量镄样品加热至约1000摄氏度，使原子蒸发，再用定制钛蓝宝石激光系统照射并调节频率，实现选择性激发和电离探测。通过解析两个光学跃迁中的超精细结构，团队从电子能级的微小分裂中反推出原子核的形状与磁性质。由于内层电子靠近原子核，其能级变化会受到原子核大小、形变和磁矩影响，因此高精度激光光谱成为研究稀有重核的重要手段。

研究显示，镄-255原子核并非接近球形，而是强烈拉长的前伸形变结构。结合波兰雅盖隆大学和美因茨相关机构的先进原子理论计算，实验数据还给出了新的磁偶极矩结果，并与此前通用表格中的旧值不一致。法国CEA Arpajon、IP2I Lyon以及德国达姆施塔特工业大学发展出的现代核理论模型，则很好地解释了这些新测量结果，表明当前对重核形变和相互作用的理论描述正在接近真实图像。

这项成果的重要性在于，它填补了最重元素核性质研究中的一处空白。重原子核的形状与其抵抗自发裂变的稳定性密切相关，而自发裂变正是限制铀之后元素存在时间的关键因素。对镄-255这类极少量、短寿命重核进行精密测量，有助于改进核裂变模型，提升对未知超重元素寿命和稳定性的预测能力，也将为未来探索元素周期表边界提供更可靠的实验依据。