研究人员对极稀有放射性材料使用先进激光光谱技术，获得了重原子核结构的新认识。

镄-255原子核远非球形。科学家首次确定其形状，发现其强烈拉长，呈显著长椭球状。这项高精度测量发表于《物理评论快报》，还修正了此前的核数据，并为最重元素的理论模型提供了新证据。

镄-255包含100个质子和155个中子。在此类重核中，带正电质子之间的电排斥可导致自发裂变，即原子核分裂为更小碎片。核形状影响该过程，是预测更重、可能更长寿命元素能否存在的关键因素。

超精细相互作用将核形状编码进原子能级

研究人员不直接观测原子核，而是研究其与周围电子的相互作用。靠近原子核的电子对核的大小、形状和磁性敏感。这些相互作用会在原子能级中产生极小差异，可通过精密激光测量探测。

该现象称为超精细相互作用，源于原子核的电磁性质。形变原子核与附近电子的电场相互作用，核磁性还会产生额外效应。由于镄-255的中子数为奇数，其原子核还具有磁矩，参与电子能级分裂。

美因茨约翰内斯·古腾堡大学（JGU）的科学家20多年前首次观测到镄的原子能级。但当时技术无法分辨准确确定核结构所需的精细细节，部分由此得到的核数据仍不完整或彼此不一致。

镄需人工制备，依赖多轮中子辐照与化学分离

镄必须人工制造，获得足够原子用于实验需要异常复杂的生产流程。研究人员首先在美国橡树岭国家实验室的高通量同位素反应堆中对超铀材料进行数月中子辐照，生成锿-254。

在美国完成初步实验后，材料被运往德国美因茨处理，随后送往法国劳厄-朗之万研究所进行额外中子辐照。由此生成锿-255，后者衰变为镄-255。材料随后返回美因茨进行光谱实验。

锿-255半衰期约40天，可在数周内持续供应镄-255。通过反复化学分离，科学家获得单个样品，含数千万至约十亿个镄原子。在JGU的RISIKO分离器上，样品被加热至约1000摄氏度（1832华氏度），释放原子供激光分析。专用钛激光系统激发并电离原子，使研究人员在可用量极少的条件下分辨出两个光学跃迁的超精细结构。

新测量修正早期核数据并支持理论模型

研究人员将实验光谱与波兰克拉科夫雅盖隆大学及美因茨亥姆霍兹研究所（HIM）进行的先进原子计算结合。分析确认镄-255原子核呈强长椭球形，即沿一个轴拉长。分析还得到与先前表列值不同的磁偶极矩，修正了此前与物理预期不一致的结果。

测量结果与法国和德国研究团队发展的现代核理论高度一致。通过提供更可靠的核形变与磁性信息，这些发现强化了核裂变模型，并可能改进对尚未发现的超重元素稳定性的预测。

参考文献：Mitzi Urquiza-González, Matou Stemmler, Thomas E. Albrecht, Benjamin Bally, Michael Bender, Sebastian Berndt, Michael Block, Alexandre Brizard, Joseph S. Andrews, Jacek Bieroń, Premaditya Chhetri, Holger Dorrer, Christoph E. Düllmann, Julie G. Ezold, Stephane Goriely, Manuel J. Gutiérrez, Dag Hanstorp, Raphael Hasse, Reinhard Heinke, Korbinian Hens, Stephane Hilaire, Magdalena Kaja, Tom Kieck, Nina Kneip, Ulli Köster, Andrea T. Loria Basto, Christoph Mokry, Danny Münzberg, Kristian Myhre, Thorben Niemeyer, Sophie Péru, Sebastian Raeder, Dennis Renisch, Jörg Runke, Samantha K. Schrell, Dominik Studer, Kenneth van Beek, Jessica Warbinek, Klaus Wendt，High-Resolution Laser Spectroscopy on the Hyperfine Structure of Fm255 (Z=100)，Physical Review Letters，2026年5月15日，DOI: 10.1103/2813-b49x。