Three Classes of Nuclear Isomers: Ontological Distinction Based on Nuclear α‑Cluster Topological Architecture and the Encapsulation‑Degree Metric

传统的核物理框架将所有核异构体归类为同一核的激发态,并假设原则上每个异构体都可以通过γ射线发射向唯一的基态去激发。本文指出了这种分类中的一个本体论混淆:受核键束缚的独特拓扑构型拥有各自独立的最低能态。从本体论意义上讲,它们是结构上不同的核对象,而非单一参考结构的较高能激发态。此类拓扑构型没有更高的基态可以衰变至。主流解释中援引角动量阻碍和宇称选择定则来解释其不发生去激发行为,这只是对具体情况的零敲碎打式解释。 这项工作引入了封装度 η,这是弱力确定(WFD)第二条规则的定量代理指标。相对于相同质子数 Z 内的每核子最大结合能进行归一化,封装度 η 仅能从公共核质量数据库中批量计算得出。从 NUBASE2020 和 AME2020 数据集中提取的 1251 个奇数 Z 核素的统计结果表明,封装度 η 与电子俘获衰变强度之间存在单调的负相关关系(Spearman 秩相关 \(\rho=-1.00,\ p\le0.01\))。¹²⁴Xe 和 ¹²⁶Xe 的双电子俘获现象在定性上可以用封装不足来解释。 本表展示了从⁸Be到⁴¹Sc的24个核素,这些核素由α-团母核加上一个价核子组成。一个先前未被系统化的经验规则由此浮现:纯α-团母核倾向于稳定;添加一个中子通常能保持稳定性(中子充当松散的桥接单元);添加一个质子通常会诱发β⁺衰变,这是由于引入了一个未被包围的质子松散单元。⁴¹Ca是该序列中唯一的例外。它是由⁴⁰Ca添加一个中子产生的,该系列中所有其他“母核加中子”核素都是稳定的,而⁴¹Ca则表现出一种电子俘获通道,其半衰期约为1.0×10⁵年,这为构型基态核异构体提供了关键证据。 结合¹⁴C的双组分衰变假说、⁶⁰Fe相互矛盾的半衰期测量,以及³⁷Cl和⁴¹Ca的反应截面异常,提出了几项可证伪的预测:某些核素是超稳定拓扑构型与易衰变拓扑构型的物理混合物。报告的半衰期是各组分的加权平均值,从而导致衰变分支比和反应截面出现系统性偏差。 本文的范围仅限于核结构分类;不涉及关于标准模型的其他争议。本研究基于原子拓扑构造理论(ATCT)和弱力确定(WFD)。这些猜想提供了替代性的物理诠释,并不构成对既有实验结论的证伪;需要专门的未来实验来进行区分。