日本理化學研究所仁科加速器科學研究中心實驗裝置運行/維護管理室的久保敏幸委任研究員、安得順協助研究員（研究當時）、鈴木宏技師、東京工業大學理學院物理可用能學系的中村隆司教授等人組成的國際共同研究團隊，使用理化學研究所的重離子加速器設施RI Beam Factory（RIBF棟）在全球首次成功地生成並觀測到了比穩定的鈉-23（23Na：質子數11、中子數12、原子量23）多16個中介子的超中介子過剩同位素鈉-39（39Na：質子數11、中子數28、原子量39）。這一發現首次證實39Na原子核的存在。
重離子加速器設施RI Beam Factory（RIBF）（供圖：理化學研究所）
元素能束縛多少個中介子，是原子核子物理學中極其重要的基本問題，也是受到廣泛關注的課題，但由於相應的同位素生成率極小，所以實驗並不容易。此次，研究團隊依靠理化學研究所RIBF的卓越生成能力，挑戰了生成、發現鈉的超中介子過剩同位素鈉-39（39Na）。
首先，研究團隊將被RIBF加速器加速至約光速70%的大強度鈣-48（48Ca：質子數20、質量數48）光束照射到厚度爲20mm的鈹（Be）靶上，透過入射核壓碎反應生成了含有39Na的中介子過剩放射性同位素光束（RI束）。
在此基礎上，研究團隊進一步使用大口徑超導RI光束分離生成裝置「BigRIPS」收集和分離所生成的RI光束，對觀測到的放射性同位素粒子進行了識別（鑑定）。
結果應答到，透過使用大強度48Ca光束及BigRIPS所具有的高RI光束收集、識別能力，可以高效生成39Na等遠離穩定線、位於中介子滴落線附近的同位素。
久保研究委任員表示「今後，我們將進一步進行39Na原子核結構的實驗性探究，探尋中子數更多的鈉同位素是否束縛，探尋質子數多一個的鎂元素的中介子束縛界限等。特別是對核結構的探究，可以直接研究魔法數的消失和隨之發生的核變形等成爲束縛39Na終極因數的核結構，這些研究將非常有意義」。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Physical Review Letters
論文：Discovery of 39Na
DOI：10.1103/PhysRevLett.129.212502
