研究进展：钍-229核钟 | Nature Physics

背景：钍-229（²²⁹Th）原子核具有能量极低的核同质异能态（²²ᵐTh），其激发能与价电子能级接近，导致寿命随电子态显著变化。电子桥衰变（EB衰变）作为一种理论预测的高阶衰变过程，此前未被直接证实。研究目的：日本筑波大学Y. Shigekawa等研究团队旨在通过实验制备单电荷离子²²ᵐTh⁺，探测其同质异能态，并寻找电子桥衰变存在的证据。结论：研究团队在离子阱中通过电荷交换反应制备出²²ᵐTh⁺，并通过测量内转换过程发射的电子实现了探测。实验测得²²ᵐTh⁺的半衰期为0.46(8)秒，该结果远长于内转换衰变（微秒级）又远短于辐射衰变（百秒级），与理论预测相符，从而间接证明了电子桥衰变的存在。这一成果为直接观测和研究电子桥过程、理解核-电子相互作用以及推动钍基核钟技术的发展提供了关键支撑。