近日，中国科学院近代物理研究所的科研人员及合作者利用美国阿贡国家实验室充气谱仪AGFA(Argonne Gas-Filled Analyzer)成功合成超镄新核素铹-251，并对铹-253的α衰变精细结构进行了测量。这是近二十年来首次直接合成的铹的新同位素，也是充气谱仪AGFA上合成的第一个新核素。相关成果于12月1日以Letter的形式发表在Physical Review C 上。

超重元素的合成及其结构研究是当前原子核物理研究的一个重要前沿领域。若干决定超重核稳定岛位置的关键轨道能级由于形变会降低到质子数Z ≈ 100、中子数N ≈ 152核区的费米面附近，因此，这一核区的谱学研究可以对现有描述稳定岛的各个理论模型进行严格检验,从而进一步了解超重核稳定岛的相关性质，是当下探索超重核结构性质的热点课题。

本次实验中，科研人员利用美国阿贡国家实验室ATLAS直线加速器提供的钛-50束流分别轰击铊-203/205靶，在充气谱仪上通过熔合反应合成目标核铹-251/253。研究结果表明，形成超重核稳定岛的关键质子能级在铹的丰质子同位素中存在能级反转现象。此外，研究人员还通过推转壳模型下粒子数守恒方法(PNC-CSM)对这一核区的能级结构进行了理论分析，计算结果指出ε6形变对其单质子能级的演化起着重要的作用。

该研究工作是由中国科学院近代物理研究所联合美国阿贡国家实验室、劳伦斯伯克利实验室、布鲁克海文实验室、马萨诸塞大学、路易斯安那州立大学、南京航空航天大学、英国利物浦大学和法国居里实验室等科研单位合作完成。