中國科學院近代物理研究所的研究人員與來自日本、德國和意大利的同事一起，首次對幾種奇異原子核的質量進行了精確測量。獲得的數據使得確定鋁、磷、硫和氬的質子下降線成為可能，并提出一種研究質子暈結構的新方法。

原子核是原子的中心部分，是一個由質子和中子組成的系統。暈是原子核組織的一個特征，其中一個或多個質子或中子與原子核的結合非常弱，以至于它們距離中心相當遠，形成一種“云”。這種核的半徑明顯超過具有相似質子-中子組成的核的半徑。

科學家通常會在位于垂落線附近的松散束縛的原子核中觀察到光暈，這是原子核穩定的極限，超過該極限，質子就不能再保留在原子核中并“泄漏”出去。

與質子暈相比，科學家更有可能觀察到中子暈，因為由于帶正電的質子之間的庫侖排斥，質子變體形成的頻率較低。

一個國際研究小組首次測量了硅、磷、硫和氬同位素 - 23 Si、26 P、27.28 S 和31 Ar 的奇異核質量?？茖W家們使用等時質譜(Bρ-定義的 IMS)方法，測量隨時間變化的原子核質量以及原子核沿著磁存儲環飛行的軌跡。他們成功地將硫 28 質量測定的準確度顯著提高了 11 倍。收集到的數據使得澄清鋁、磷、硫和氬的質子下降線的位置成為可能。

根據對原子核質量的測量，科學家們推導出了一個物理量——鏡像原子核的能量差(鏡像能量差)。它可以成為質子暈存在的廣泛使用的指標。此外，實驗結果表明位于質子下降線附近的原子核違反了同位旋對稱性。理論計算證實這是由于質子暈的存在造成的。

該研究證實了磷26、磷27、硫27和硫28的原子核中存在質子暈，同時還表明氬31可能是一個具有雙質子暈的新原子核。同時確定鋁22的基態不具有暈結構。該工作發表在《物理評論快報》上。

這些發現將有助于進一步研究外來核并加深我們對不穩定核中發生的過程的理解。作者認為，鏡像核之間的能量差異可以成為檢測同位旋對稱性破壞和識別質子暈結構的敏感指標。