科学家揭开黄金诞生之谜

黄金、铂金等重元素并非在普通恒星中形成，而是在超新星爆发、中子星并合等极端宇宙事件中，通过“快中子俘获过程”（r-过程）诞生的。该过程涉及极不稳定、寿命极短的稀有原子核，它们在实验室中极难制备和观测，因此科学家长期依赖理论模型，亟需实验数据来检验和修正。本研究利用欧洲核子研究中心（CERN）的ISOLDE装置，以极难合成的铟-134为起点，通过高精度激光分离与先进中子探测技术，首次实现了三项突破：第一，首次直接测得β延迟双中子发射的中子能量——这是r-过程中关键但此前从未被定量捕捉的反应步骤，因中子难以分辨数量且信号微弱，过去20年始终未获突破；第二，首次观测到锡-133原子核中长期理论预言的单粒子中子激发态，证明原子核“记得”其母核（铟-134）的衰变历史，推翻了传统认为它会“失忆式”释放中子的简化图像，为完善核结构理论提供了关键实验证据；第三，发现该新态的布居方式不符合统计预期——即其产生并非随机分布，暗示在远离稳定线的奇特核区（如鿬元素附近），现有核模型已失效，必须发展更精细的理论框架。整个工作由田纳西大学团队主导，研究生彼得·迪泽尔作为第一作者完成大量实验建设与数据分析，体现了基础核物理研究对青年科学家培养的重要价值。