中国科学院近代物理研究所的科研人员携手德国亥姆霍兹重离子研究中心及复旦大学的同行，在探索原子核奇特衰变领域取得了突破性进展。他们成功观测到了一种前所未见的新核素——铝-20，并揭示了其独特的三质子发射衰变模式。这一重要发现已刊登在《物理评论快报》上。
实验中，科研团队借助德国亥姆霍兹重离子研究中心的先进设备，运用飞行中衰变实验技术，精确测量了铝-20衰变后产生的三个质子与剩余核氖-17的角关联。这一创新性的观测手段使他们首次捕捉到了铝-20的三质子发射现象。铝-20作为迄今为止发现的最轻的铝同位素，其位置处于质子滴线之外，相比自然界中稳定的铝同位素少了7个中子。
研究显示，铝-20不仅是首个被观测到具有“子核”双质子放射性的三质子发射核，还在铝-20与氮-20这对镜像核体系中展现了同位旋对称性破缺的独特性质。这一发现深化了科学家们对质子发射现象的理解，对于探索原子核存在的极限以及理解质子滴线外原子核的结构与衰变机制具有重要意义。
截至目前，科学家们已发现了超过3300种核素，但其中仅有不到300种是自然界中稳定存在的。其余核素均不稳定，会发生放射性衰变。传统的衰变模式，如α衰变、β衰变等，在20世纪中叶前已被广泛认知。然而，随着核物理实验技术和探测手段的不断发展，科学家们在远离稳定线的原子核衰变研究中，陆续发现了多种新的衰变模式。
自20世纪70年代首次观测到原子核自发放射质子的现象以来，科学家们不断在探索的道路上取得新进展。进入21世纪，极缺中子原子核同时放射两个质子的双质子放射性被发现。近年来，更为罕见的衰变现象，如三质子、四质子乃至五质子发射，也被逐一观测到。这些奇特的衰变模式为科学家们研究远离稳定线的原子核结构提供了宝贵的谱学信息。
