幾十年來，科學家一直認為鉛-208 是一個「雙魔力」且高度穩定的原子核，呈現完美的球狀。然而，一項開創性的新研究打破了這個假設，揭示了它的原子核實際上是細長的，很像橄欖球。

透過使用先進的伽馬射線光譜儀和高速粒子碰撞，研究人員發現了意想不到的量子行為，這與長期以來的核理論相矛盾。這項發現迫使物理學家重新思考核結構的基本原理，可能會重塑我們對重元素及其在宇宙中形成的理解。

由薩里大學核子物理小組領導的國際研究小組推翻了長期以來對鉛-208（208Pb）的認識。科學家以前認為這個原子核是完美的球形，但新發現表明它略微拉長。這項發現挑戰了關於原子核結構的基本觀點，並可能重塑我們對宇宙中最重元素形成方式的理解。

鉛-208 以其“雙魔核”的超強穩定性而聞名，是迄今為止發現的最重的核。然而，發表在《物理評論快報》上的一項研究使用高精度實驗技術分析了它的形狀。研究人員發現，鉛-208 的核並非完美的球體，而是被巧妙地拉伸成橄欖球狀（長球體）。

薩里大學數學與物理學院的這項研究的首席研究員傑克·亨德森博士解釋：

「我們能夠使用世界上最靈敏的實驗設備結合四次獨立測量來進行此類研究，這使我們能夠進行這項具有挑戰性的觀察。我們看到的結果讓我們感到驚訝，最終證明鉛-208 並非球形，而人們可能會天真地認為如此。這些發現直接挑戰了我們核理論同事的成果，為未來的研究開闢了一條令人興奮的途徑。」

科學家利用美國伊利諾州阿貢國家實驗室最先進的GRETINA 伽瑪射線光譜儀，以加速到光速10% 的高速粒子束轟擊鉛原子──相當於每秒繞地球一圈。相互作用產生了獨特的伽馬射線指紋，記錄了鉛-208 原子核中激發量子態的特性——換句話說，原子核被激發了——進而被用來確定其形狀。

包括薩裡核理論小組的理論物理學家在內的理論物理學家正在重新審視用於描述原子核的模型，因為實驗表明原子核結構比以前想像的要複雜得多。

薩里大學這項研究的首席理論家保羅史蒂文森教授說：

「這些高度靈敏的實驗為我們自以為非常了解的事物提供了新的啟示，也為我們提出了理解其原因的新挑戰。一種可能性是，在實驗過程中，鉛-208 原子核的振動並不像之前假設的那樣有規律。我們現在正在進一步完善我們的理論，以確定這些想法是否正確。”

該研究匯集了來自歐洲和北美領先核子物理研究中心的專家團隊，對核物理的基本原理提出了挑戰，並為核穩定性、天文物理學和量子力學的研究開闢了新的途徑。

編譯自/ ScitechDaily