鎂-18是常見元素鎂的一種同位素，在核物理學中具有獨特的地位。這種奇異的核素展現出一種罕見的放射性形式，稱為雙質子發射。了解鎂-18的結構及其雙質子衰變機制的復雜細節，對于提高我們對核物理知識和遠離穩定谷的原子核行為的認識至關重要。

滴線核和雙質子發射

近幾十年來，在探索核穩定性的邊界方面取得了重大進展。這導致了許多滴線核的發現，其特征是質子與中子比的顯著不平衡。這些原子核高度不穩定，并表現出受“連續體效應”嚴重影響的奇異衰變模式。本質上，滴線核中的質子結合得如此松散，以至于它們很容易逃離原子核，進入無束狀態或連續體。(www.ws46.com)

雙質子發射，最初在 1960 年代提出，是一種特別罕見的放射性形式，但只在最近幾年才被實驗觀察到。它代表了一種僅在極富質子的原子核中發生的三體量子隧穿現象。這個過程突出了母核與價質子之間的復雜相互作用，價質子是容易參與衰變的最外層質子。

雙質子衰變的多樣性

不同的原子核的雙質子發射機制各不相同。一些原子核的雙質子衰變，其中兩個質子以緊密相關的對形式出現；而另一些原子核則表現出大角度發射，其中質子以顯著不同的角度射出。這些變化在很大程度上取決于母核的內部結構和其相鄰核的性質。了解這些不同的衰變過程，使研究人員能夠探索原子核的復雜結構，并檢驗核理論的預測。

最近發表的一項研究揭示了鎂-18這個獨特案例。研究表明，該原子核的基態受連續體的影響很大，導致顯著的s波分量。簡單來說，鎂-18中的質子更有可能占據特定的低角動量狀態，這在使雙質子衰變成為可能方面起著關鍵作用

然而，盡管存在這種s波優勢，研究人員并未觀察到鎂-18與其鏡像核碳-18之間存在顯著的鏡像對稱性偏差。鏡像核是具有相同數量核子但質子和中子數量互換的核對，它們會表現出相似的性質。這一觀察表明，盡管存在連續體效應，但它并沒有根本改變鎂-18的整體結構。

更有趣的是，時間演化分析表明，鎂-18在其衰變的第一步經歷了同時的雙質子發射，這與其他原子核中觀察到的順序發射場景形成對比。此外，所觀察到的核子-核子相關性，描述了質子之間的相互作用，與其他輕質量雙質子 發射中觀察到的相關性一致。這種一致性表明，在核素圖的這一特定區域內，這些原子核有一個共同的潛在衰變機制。

研究意義

鎂-18及其獨特的雙質子衰變機制的研究，為研究處于穩定邊緣的奇異核的行為提供了寶貴的信息。連續體的影響，鏡面對稱性沒有顯著偏差，以及同時質子發射的可能性，描繪了核結構和衰變過程的復雜圖景。理解這些復雜性不僅對核物理學至關重要，而且對推動量子理論在復雜多體系統領域的邊界也至關重要。