科学突破与实验方法 - 英国牛津大学牵头的科学家团队首次观测到太阳中微子在地下探测器中触发罕见核反应，使碳-13原子核转化为氮-13原子核 [1] - 此次突破显示科学家已具备在极低能区间研究中微子—原子核相互作用的能力，为核物理和粒子物理相关研究打开了新窗口 [1] - 实验依托深埋在加拿大萨德伯里地下约两千米处的SNO+中微子探测器进行 [1] 实验过程与识别技术 - 研究团队关注高能太阳中微子撞击实验介质中的碳-13原子核，使其转变为放射性的氮-13，氮-13会在约10分钟后发生衰变 [1] - 团队采用“延迟符合”探测方法，先捕捉中微子撞击碳-13原子核时产生的瞬时闪光，再寻找数分钟后由氮-13放射性衰变产生的第二次闪光 [1] - 两个信号在时间上的明确关联，为区分真实中微子事件与背景噪声提供了可靠依据 [1] 观测结果与数据 - 在2022年5月4日至2023年6月29日的231天观测期内，实验共观测到约5.6个相关事件 [2] - 观测到的约5.6个事件与太阳中微子理论预期产生的4.7个事件在统计上相符 [2] - 这标志着科学家首次在实验中直接观测到太阳中微子与碳-13原子核发生的这一核反应 [2] 研究成果与意义 - 该成果是迄今为止能量最低的中微子—碳-13原子核相互作用观测记录 [2] - 这是针对这一反应通道首次获得直接反应截面测量数据 [2] - 如今科学家不仅能更精确地测量太阳中微子，还开始将其作为“天然探针”，用于研究其他罕见的原子核反应过程 [2]

研究突破 - 首次在实验中观测到新核素铝-20并发现其通过稀有的三质子发射模式进行衰变[1] - 铝-20位于质子滴线外比自然界稳定存在的铝同位素少7个中子是实验上发现的最轻铝同位素[2] - 铝-20基态通过级联的质子—双质子发射的两步过程进行衰变中间态镁-19基态具有双质子放射性[2] 实验技术 - 基于德国亥姆霍兹重离子研究中心的碎片分离器装置利用飞行中衰变实验技术测量衰变产物的角关联[2] - 研究团队利用伽莫夫壳模型和伽莫夫耦合道方法开展理论计算再现了铝-20衰变能并预言其基态自旋宇称[2] 理论意义 - 研究发现铝-20与镜像核氮-20间存在同位旋对称性破缺这对核结构研究具有重要价值[2] - 奇特衰变模式为研究远离稳定线原子核的结构提供了重要的谱学手段[1] 历史背景 - 目前已知3300多种核素其中不足300种为自然界中天然存在的稳定核素[1] - 20世纪70年代首次观测到单质子放射性21世纪发现双质子放射性近年观测到三质子四质子乃至五质子发射现象[1]