美国田纳西大学诺克斯维尔分校的科学家团队，在《物理评论快报》上发表了一项重磅研究。

他们通过一系列实验，揭开了黄金等重元素起源的核心细节。

大家平时接触的黄金，不管是首饰还是金条，居然和遥远恒星的极端事件、微观原子核的衰变过程紧密相关，这背后的联系真的超出很多人的想象。

黄金、铂这类重元素，可不是地球自己能孕育的。

它们的诞生，得靠恒星坍缩、超新星爆炸甚至中子星碰撞这种宇宙级的“大场面”。

在这些极端环境里，会发生一种叫“快速中子捕获过程”的反应，简单说就是原子核会不断捕捉中子，直到自己变得不稳定，再衰变成更稳定的核素。

本来以为这就是重元素形成的全部故事，后来发现学界对这个过程的关键细节一直搞不清，尤其是其中涉及的一些奇异核素，根本没法直接研究。

实验室里的硬核操作：铟-134如何成为解密关键

要破解这个谜题，首先得找到合适的研究对象。

田纳西大学的团队选了铟-134这种核素作为研究起点，还用上了徐正宇助理教授提出的数据分析方法。

这种原子核制备起来难度极大，得靠全新技术才能凑够实验所需的数量。

还好，位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心（CERN）的ISOLDE衰变站帮了大忙。

这个设施用精密的激光分离技术，造出了足够多且纯度很高的铟-134原子核。

当铟-134衰变时，会形成锡-134、锡-133和锡-132的激发态。

研究团队用自己学校研制的中子探测器，捕捉到了关键信号。

这项实验的工作量大得惊人，研究生彼得・迪泽尔几乎全程参与。

他不仅搭建了中子追踪探测器的框架，还组装实验装置、调试电子设备、制作β粒子探测器。

测试测量、开发数据采集软件、校正时间分辨率，最后还要分析数据，这些活儿他都没落下。

当然，迪泽尔自己也说，研究成功离不开同事和合作者的指导，这种跨机构协作的力量确实不容小觑。

三项发现颠覆认知：黄金起源的核心逻辑被理清

经过一系列攻坚，团队终于有了三项重大发现。

第一个就是首次测量到了β衰变延迟双中子发射过程中，中子释放的能量。

这种双中子发射只存在于短寿命、不稳定的奇异原子核中，而且中子散射性极强，之前从来没人能测出它的能量。

如此看来，这个突破确实开辟了一个全新的研究领域，也让黄金形成的模型框架更清晰了。

第二个发现更有意思，他们观测到了锡-133中一个被找了二十年的单粒子中子态。

按照传统观点，激发态的锡核会“蒸发”掉中子冷却，变成完全不记得母核衰变过程的“失忆核”。

但实验结果显示，锡核并没有遗忘，铟元素的“影子”还在。

这个发现也解释了为什么有些原子核有时释放一个中子，有时释放两个，填补了理论上的空白。

第三个发现是观测到了这种新状态的非统计性分布。

多数情况下，原子核衰变会像“豌豆汤”一样，受统计机制影响，但这次发现的衰变过程很“纯净”，各个状态彼此独立。

这也说明，当研究深入到像“田纳西素”这类远离稳定区的奇异核素时，旧有的物理模型已经不适用了，新模型的构建迫在眉睫。

其实早在2017年，LIGO就观测到了中子星合并事件，首次证实这种碰撞能产生重元素。

但那次观测更多是宏观层面的发现，而田纳西大学的研究则从微观核物理机制上给出了补充。

两者相互配合，让人类对重元素起源的认知更完整了。

这项研究的价值可不只是解开黄金起源的谜题。

它收集到的双中子发射能量、非统计分布等数据，能帮助科学家构建新的理论模型，更精准地预测奇异原子核的图景。

实验中用到的中子探测技术，未来可能还会应用到核能安全、天体物理观测等其他领域。

基础科学研究有时候看着离我们很远，研究的都是宇宙和原子核这种看不见摸不着的东西。

正是这些探索，让我们知道了身边珍宝的来历，也让人类对宇宙的认知不断加深。

从恒星熔炉的剧烈爆炸，到实验室里原子核的瞬时衰变，宏观与微观就这样被物理学联系起来。

随着新模型的建立，相信未来还会有更多宇宙谜题被解开，而这些探索本身，就是科学最迷人的地方。