核物理学中，幻数代表能使原子核更稳定的特定质子数或中子数，目前已确认的幻数有7个。最近，物理学家在测量一种不稳定的硅同位素“硅-22”质量后发现新质子幻数14，为核结构提供关键见解，也揭示原子核稳定性新规则，对研究宇宙元素形成及核力理论具重要意义。

原子核由质子和中子组成，当质子数或中子数为特定幻数（Magic Number）：2、8、20、28、50、82、126，由于核子以集体形式填满某个能阶，不易向更高能阶跃迁，导致原子核展现更高稳定性；幻数的存在也是核shell层模型重要证据，证明核子（质子、中子）具有类似电子的shell层结构。

自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素，质子数分别与2、8、20、28、50、82幻数相对应，因此这些元素都具多个稳定天然同位素，锡更是拥有最多稳定同位素的元素。

近年来，对通用原子核的研究已确定新中子幻数14、16、32、34，比如氧-22同位素（14个中子和8个质子）的中子数就具幻数特性，但新的质子幻数仍然很少见。

基于核镜像对称理论，物理学家预测氧-22的镜像同位素硅-22（8个中子和14个质子），其质子数14应该也是幻数，然而硅-22产量低且半衰期短，无论制造还是测量都极具挑战性，因此理论迄今未能验证。

直到最近，中国科学院现代物理学研究所（IMP）团队使用改进的质谱技术，成功测量硅-22基态质量，借此计算硅-22的质子配对能，并将其与氧-22中子配对能进行比较，从而揭示新的质子幻数14。

研究还发现与氧-22的中子分布相比，硅-22的质子空间分布更加分散，表现出轻微对称性破缺（Symmetry breaking）。

这些发现不仅可深入了解宇宙元素如何形成，还可以增强理解结合原子核的作用力。

新论文发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）。

（首图为示意图，来源：pixabay）