Учени наблюдаваха невиждана досега форма на кислорода
Ненаблюдаван до момента изотоп на кислорода не дава отговор на всички наши упования за това по какъв начин би трябвало да се държи.
Това е кислород-28, с най-големия брой неутрони, следени в миналото в ядрото на кислороден атом. И въпреки всичко, въпреки учените да считат, че би трябвало да е постоянен, той се разпада бързо. По този метод той слага под въпрос всичко, което си мислехме, че знаем за " магическия " брой частици в ядрото на атома.
Ядрото на атома съдържа субатомни частици, наречени нуклеони, които се състоят от протони и неутрони.
Атомният номер на даден детайл се дефинира от броя на протоните, които има, само че този на неутроните може да варира.
Елементите с друг брой неутрони са известни като изотопи; кислородът има 8 протона, само че може да разполага с друг брой неутрони.
Преди това най-големият брой неутрони е бил 18 в изотопа на кислорода кислород-26 (8 протона плюс 18 неутрона е равно на 26 нуклеона).
Сега екип, управителен от нуклеарния физик Йосуке Кондо от Токийския софтуерен институт в Япония, открива два изотопа на кислорода, които в никакъв случай не са били следени до момента - кислород-27 и кислород-28, надлежно с 19 и 20 неутрона.
Работата е осъществена във Фабриката за радиоактивни изотопи на RIKEN - циклотронен ускорител, предопределен за произвеждане на нестабилни изотопи.
Първо, екипът изтрелва вързоп от изотопи на калций-48 към цел от берилий, с цел да се получат по-леки атоми, в това число флуор-29, изотоп на флуора с 9 протона и 20 неутрона.
Диаграма на опита. Източник: Nature
След това този флуор-29 се отделя и се сблъсква с цел от течен водород, с цел да отхвърли протон в опит да сътвори кислород-28.
Опитът е сполучлив, само че неочакван. Както кислород-27, по този начин и кислород-28 са нестабилни, съществуват единствено момент, преди да се разпаднат надлежно на кислород-24 и 3 или 4 свободни неутрона, и тъкмо тук нещата стават забавни за кислород-28.
И 8, и 20 са " вълшебен " цифри надлежно за протони и неутрони - свойство, което допуска, че кислород-28 би трябвало да е постоянен.
Общият брой на всеки от тях зависи от това по какъв начин всеки прибавен нуклон въздейства върху стабилността на квотите за протони и неутрони, наречени " черупки ".
Магическо число в нуклеарната физика е броят на нуклоните, които ще запълнят изцяло една обвивка, като всяка нова обвивка се отличава от предходната с огромна енергийна разлика.
Атомно ядро с протонни и неутронни обвивки, които съдържат вълшебен брой от всяка от тях, е известно като двойно магическо и се чака да бъде изключително устойчиво.
По-голямата част от кислорода на Земята, в това число въздухът, който дишаме, е двойно магическа форма на кислорода - кислород-16.
Дълго време се очакваше, че кислород-28 ще бъде идващият двойно вълшебен изотоп на кислорода след кислород-16, само че предходните опити за откриването му не доведоха до триумф.
(Интересно е, че през 2009 година се появиха доказателства, че кислород-24 може да е двойно вълшебен, което допуска, че 16 може да е магическо число).
Работата на Кондо и неговите сътрудници може да изясни за какво. Техните открития демонстрират, че неутронната обвивка не е била запълнена. Това слага под въпрос дали 20 е магическо число за неутроните.
Интересно е, че то наподобява в сходство с събитие, известно като остров на инверсията за изотопите на неона, натрия и магнезия, при които обвивки от 20 неутрона не се затварят. Това се отнася и за флуор-29, а в този момент явно и за кислород-28.
Преди да научим повече за необичайно незатворената неутронна, откривателите ще би трябвало да се опитат да изследват ядрото във възбудено положение с по-висока сила. Други способи на формиране на кислород-28 също биха могли да бъдат показателни, макар че това е доста по-трудно да се осъществя.
Засега впечатляващите и мъчно постижими резултати на екипа разкриват, че двойно магическите ядра могат да бъдат доста по-сложни, в сравнение с сме предполагали.
Изследването е оповестено в списание Nature.
Източник: Science Alert
