研究人员观察了外部放射性衰变的过程

1、 来自密西根州立大学(MSU)国家超导回旋加速器实验室(NSCL)和加拿大国家粒子加速器TRIUMF的研究人员观察到了罕见的核衰变。也就是说，研究小组测量了富含中子的铍11衰变后发射的低动能质子。研究团队在最近发表于《物理评论快报》的一篇文章中介绍了他们的研究成果。

2、 原子核中的中子比质子多得多，而质子富含中子且不稳定。它将摆脱多余的中子，并通过衰变变得稳定。衰变在原子核中很常见。在这个过程中，原子核发出粒子，将中子转化为质子或质子转化为中子。

3、 衰变后富中子核的质子发射是罕见的。40多年前观察到的-延迟质子发射通常发生在富含质子的原子核中。对于携带中子的原子核，除非中子束缚松散，基本没有自由，否则它们会忽略能量定律，在衰变后放出质子。这个条件可以在所谓的晕核中得到满足，在晕核中，一个或两个中子以相当大的距离绕着剩余的原子核运行。

4、 NSCL探测器系统的物理学家Yassid Ayyad说：“在衰变之后，发生中子富集的原子核很少出现”，质子发射难以捉摸。“做11号是最有希望的。在衰变为硼11和随后的质子发射后，铍变成10。观测到的外部放射性衰变对理解外来原子核，特别是晕核提出了新的挑战。”。

5、 根据欧洲核研究组织(CERN)同位素在线质量分离器(ISOLDE)设施和维也纳环境研究加速器(VERA)设施的实验，中子中的延迟质子发射的可能性很高。研究人员还没有直接观察到铍11衰变产生的质子。这导致了涉及极其奇怪的衰变的猜测。晕中子不是发射质子，而是转化成无法探测的暗物质粒子。暗物质是一种看不见的假设物质。它可能由奇怪的粒子组成，这些粒子不与正常的物质或光相互作用，但仍然施加重力。

6、 Ayad强调了这种推测的重要性。他说：“如果得到证实，这种情况将是首次间接观测到暗物质。”

7、 ISOLDE/VERA团队提出了另一种解释，那就是衰减率高的原因。它包括硼11中的窄共振，接近允许原子核发射质子的能量阈值。这种情况让人联想到霍伊尔态，即碳12的激发态，与粒子的分离能非常接近。原子能在这个能量阈值附近发射原子核，粒子可以发射粒子(氦4)。天文学家弗雷德弗雷德霍伊尔在1954年首次提出这种状态来解释恒星中碳的产生。

8、 Ayad说：“这项工作最令人兴奋的结果之一是，质子发射是通过硼11原子核中高度激发的窄共振态进行的，”从而证实了涉及阈值共振的“类霍伊尔”情况。

9、 该小组使用了NSCL研制的主动目标时间投影室进行实验。充气探测器有很高的探测概率，提供高精度、高精度的粒子能量。探测器提供铍11衰变过程中发射的带电粒子的三维图像，包括它们的能量信息。TRIUMF同位素分离器和加速器设备提供了铍11束。实验者将光束植入探测器中间，捕捉其衰减模式。铍11分解为铍10和质子，能量分布窄，只占时间的0.0013%。铍10与衰变的质子一起被认为形成硼11原子核。具有短时间内存在的高激发能。

10、 这项研究对未来的研究很有意义。由MSU稀有同位素束设施(FRIB)提供的AT-TPC和强稀有同位素束将使表征这种新的共振和发现其他更奇特的粒子发射器成为可能。

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