并非我们周围的所有物质都是稳定的。有些物质可能通过放射性衰变形成更为稳定的同位素。科学家们现在首次观察到一种新的衰变模式。在这种衰变中，氧的一种较轻形式——氧-13（含有8个质子和5个中子），通过分解成3个氦核（不带电子的原子）、一个质子和一个正电子（电子的反物质）而发生衰变。
科学家们通过观察单个原子核的分裂及其分裂产物的测量来研究这种衰变。这项研究已发表在《物理评论快报》上。
科学家们之前已经观察到一些有趣的放射性衰变模式，这一过程被称为β+衰变。在此过程中，质子转变为中子，并通过释放一个正电子和一个反中微子来释放部分能量。在最初的β衰变后，产生的原子核可能具有足够的能量来蒸发掉额外的粒子，从而使自身更加稳定。
这种新的衰变模式首次观察到在β衰变后释放出三个氦核（α粒子）和一个质子。这些发现将帮助科学家更好地理解衰变过程及衰变前原子核的特性。
在这项实验中，研究人员利用德克萨斯A&M大学回旋加速器研究所的一种称为回旋加速器的粒子加速器，产生一束高能（约为光速的10%）的放射性原子核。他们将这束放射性物质——氧-13，送入一个名为德克萨斯主动目标时间投射室（TexAT TPC）的设备中。
这种物质在充满二氧化碳气体的探测器内停留，并在大约10毫秒后通过释放一个正电子和一个中微子（β- +衰变）进行衰变。研究人员通过将氧-13植入探测器的一个原子核并等待其衰变，使用TexAT TPC测量了在β衰变后释放的任何粒子。
接下来，他们利用计算机程序分析数据，以识别颗粒在气体中留下的痕迹。这使他们能够识别出罕见事件（每1200次衰变仅发生一次），即在β衰变后释放出四个粒子。
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