Недавно открытый изотоп кислорода бросает вызов нашим представлениям о его поведении.
Этот изотоп, известный как кислород-28, отличается самым высоким числом нейтронов, когда-либо зарегистрированным в ядре атома кислорода. Несмотря на ожидания стабильности, он удивительным образом быстро распадается. Такое непонятное поведение заставило усомниться в нашем понимании "магического" числа частиц в атомных ядрах.
Ранее максимальное число нейтронов наблюдалось в изотопе кислорода — кислороде-26 (8 протонов плюс 18 нейтронов, итого 26 нуклонов).
Теперь исследовательская группа под руководством физика-ядерщика Йосуке Кондо из Токийского технологического института Японии обнаружила два новых изотопа кислорода: кислород-27 и кислород-28, содержащие 19 и 20 нейтронов соответственно.
В ядерной физике "магическое" число — это количество нуклонов, необходимое для полного заполнения оболочки, причем каждая новая оболочка характеризуется заметным энергетическим разрывом.
Атомное ядро, имеющее магическое число как протонов, так и нейтронов, называется дважды магическим, что является синонимом повышенной стабильности.
Преобладающим кислородом на Земле, в том числе и в воздухе, которым мы дышим, является кислород-16 — дважды магический вариант кислорода.
Давние ожидания связывали кислород-28 с последующим после кислорода-16 изотопом кислорода с двойной магией, однако ранние попытки обнаружить его не увенчались успехом.
Результаты, полученные Кондо и его коллегами, могут прояснить эту загадку. Новые данные свидетельствуют о том, что нейтронная оболочка остается неполной, что заставляет скептически отнестись к вопросу о том, является ли 20 магическим числом для нейтронов.
Для более глубокого понимания загадочной незакрытой нейтронной оболочки необходимо исследовать ядро в возбужденном состоянии с более высокой энергией. Альтернативные способы образования кислорода-28 также могут принести пользу, но их реализация окажется гораздо более сложной.
Пока же увлекательные и с таким трудом сделанные выводы позволяют предположить, что дважды магические ядра могут быть гораздо более сложными, чем предполагалось ранее.