我们是否已发现所有稳定核同质异能素？

Great question! Let's dive into this:

首先直接给出核心结论：我们还远未发现所有稳定核同质异能素，核物理领域在这类亚稳态核素的探索上仍有不少空白。

你提到的¹⁸⁰ᵐTa确实是个极具代表性的例子——它的半衰期超过10¹⁵年，比很多传统意义上的“稳定核素”寿命还长，而它的基态¹⁸⁰Ta却只能存在数小时，这种由自旋阻隔带来的稳定性反差，正是核同质异能素最有趣的特性之一。

为什么说我们还没发现全？主要有几个原因：

• 核素图中还有大量未被充分研究的区域，尤其是重核区（比如超铀元素附近），这类核的结构极其复杂，存在多种自旋组态，很可能隐藏着更多因自旋阻隔而长期稳定的同质异能素。
• 部分稳定同质异能素的半衰期虽长，但信号极其微弱，现有实验设备很难捕捉到它们的存在，甚至无法将它们与基态核素区分开。
• 目前的核结构理论模型对同质异能素的预测仍有局限性，虽然能给出一些候选核素，但需要实验验证，而实验探测的难度又限制了发现的速度。

至于你提到的“利用这类体系实现原子信息存储”的设想，这确实是个非常有潜力的方向！如果能找到基态稳定、亚稳态也长期稳定的核体系，借助同质异能位移来读写信息，理论上能实现超长期、抗干扰的存储——甚至寿命可以达到地质时间尺度。不过目前还面临不少技术挑战：

• 首先得找到合适的核体系：不仅要满足基态和亚稳态都稳定，还要能通过可控手段实现“写入”（比如激发基态到亚稳态）和“读取”（探测特征γ射线或同质异能位移信号）。
• 其次是精准的激发与探测技术：需要高效、定向的方式触发核跃迁，同时能快速识别亚稳态的存在，这在当前实验条件下还需要不少突破。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Anders Sandberg