当原子核的核子数（质子或中子）为2、8、20、28、50、82、126时，原子核性质会表现出格外的稳定性，这些数字被称为原子核的“幻数”。Mayer 和 Jensen等人利用包含了自旋轨道耦合的壳模型对幻数进行了成功的解释，他们开创性的工作被授予1963年诺贝尔物理学奖。随着对远离稳定线原子核性质的研究，人们发现在某些区域原子核壳结构发生了显著变化，与传统壳模型的描述很不一致。

对于中子数N=82的幻数，相对于双幻核¹³²Sn(Z=50,N=82)，理论预言Z在40附近时，N=82的幻数效应将完全消失，但是具体在Z什么位置开始出现N=82幻数的消失，目前的研究还没有明确的结论，成为当前实验和理论关注的焦点。同时N=82壳在大中质比下的演化规律和内在机制对理解核天体物理中的快中子俘获过程也有重要意义。

图1.¹²⁸Ag中的辛弱量子数和质子-中子相互作用

近期，北京大学物理学院技术物理系、核物理与核技术全国重点实验室的李智焕、华辉课题组和华东师范大学物理系的程奕源等合作者对奇奇丰中子核¹²⁸Ag(Z=47,N=81)中的辛弱量子数（见图1）及其结构开展了研究。利用日本理化学研究所提供的放射性核束，首次在¹²⁸Ag核中发现了具有辛弱结构的同核异能态，其衰变路径与邻近单幻偶偶核¹²⁸Pd和¹³⁰Cd中的结构非常相似（见图2）。对比邻近的同中子核¹³⁰In，一个重要的发现是它们最低的9^-和10^-能级次序出现了反转（见图3）。联合研究团队利用壳模型对¹²⁸Ag核中同核异能态的结构特性进行了研究。在不考虑质子Z=50和中子N=82跨壳激发的情况下，壳模型计算结果很好解释了实验观察到的¹²⁸Ag核中同核异能态的结构和衰变路径。通过分析质子-中子相互作用的不同成分，发现同中子核¹²⁸Ag 和¹³⁰In中出现的9^-和10^-能级反转现象可以归因于质子-中子相互作用中辛弱不守恒的成分。研究有力支持了中子N=82主壳在银同位素中的稳健性。

图2.¹²⁸Pd,¹²⁸Ag和¹³⁰Cd的部分能级结构比较

图3. 不同设置下理论计算的9^-和10^-相对能量位置与实验结果的比较：(a)¹²⁸Ag和(b)¹³⁰In

2025年6月12日，相关研究成果以“丰中子核¹²⁸Ag中的辛弱结构：银同位素中N=82闭壳稳健性的证据”（ Seniority Structure in Neutron-rich Nucleus¹²⁸Ag: Evidence for Robustness of N = 82 Shell Closure in Silver Isotopes）为题，在线发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。北京大学物理学院技术物理系博士后罗迪雯为第一作者，李智焕、华辉和华东师范大学的程奕源为共同通讯作者。

上述研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等支持。

论文原文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/wq9m-trj8