พบออกซิเจนรูปแบบใหม่เป็นครั้งแรก

สนักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นรูปแบบของออกซิเจนที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อน และพฤติกรรมของมันอาจทำให้เกิดคำถามว่าฟิสิกส์นิวเคลียร์พูดถึง "ตัวเลขมหัศจรรย์" อย่างไร

ลองนึกภาพถ้าคุณทำคุณก็ทำได้ภายในอะตอม ที่แกนกลางของมันคือนิวเคลียสที่ประกอบด้วยอนุภาคย่อยของอะตอมที่เรียกว่าโปรตอนและนิวตรอน จำนวนโปรตอนคือสิ่งที่กำหนดองค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนมีโปรตอนแปดตัว อย่างไรก็ตาม จำนวนนิวตรอนในอะตอมอาจแตกต่างกันไป ทำให้เกิดองค์ประกอบรูปแบบต่างๆ ที่เรียกว่า-

ออกซิเจนประเภทหนึ่งที่สังเกตได้เมื่อเร็วๆ นี้ก็คือไอโซโทปชนิดหนึ่ง นั่นคือ ออกซิเจน-28 ซึ่งมี 20 นิวตรอน ทีมนักวิทยาศาสตร์ทำงานที่โรงงานลำแสงไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (หมายเหตุ: พวกเขาไม่ได้ผลิตลำแสงขนาดเล็กจำนวนมากและบรรจุหีบห่อ) ทีมนักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการผลิตออกซิเจน-27 และออกซิเจน-28 เป็นครั้งแรก

พวกเขาทำเช่นนี้โดยการยิงธาตุไอโซโทปอีกชนิดหนึ่ง นั่นคือแคลเซียม-48 ไปที่ลูกบอลเบริลเลียม สิ่งนี้ทำให้เกิดอะตอมที่เบากว่าซึ่งมีโปรตอนและนิวตรอนน้อยกว่าองค์ประกอบดั้งเดิม จากนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้แยกฟลูออรีน-29 ออกจากอะตอมที่เบากว่า และชนกับไฮโดรเจนเหลว ซึ่งทำให้โปรตอนที่จำเป็นในการสร้างออกซิเจน-28 หลุดออกไป

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ต้องประหลาดใจเมื่อออกซิเจน-28 สลายตัวไปเป็นไอโซโทปอื่นอย่างรวดเร็ว ซึ่งขัดแย้งกับสมมติฐานข้อหนึ่งของฟิสิกส์นิวเคลียร์เกี่ยวกับความเสถียรของอะตอม

ธาตุและไอโซโทปของพวกมันมี “ตัวเลขมหัศจรรย์” นี่คือเมื่อจำนวนโปรตอนหรือนิวตรอนในอะตอมเต็มโควต้าที่เรียกว่าเปลือกนิวเคลียร์ ซึ่งทำให้อะตอมมีความเสถียร หากอะตอมมีทั้งเลขเวทย์มนตร์ของโปรตอนและเลขเวทย์มนตร์ของนิวตรอน จะถือว่าเป็น "เวทมนตร์ทวีคูณ" ตัวอย่างที่ชัดเจนคือออกซิเจน-16 ซึ่งเป็นออกซิเจนประเภทที่มีมากที่สุดในโลก

เลขแปดเป็นเลขอาถรรพ์สำหรับโปรตอนและ 20 สำหรับนิวตรอน ดังนั้นออกซิเจน-28 จึงคาดว่าจะเป็นหนึ่งในไอโซโทปเวทมนตร์ทวีคูณเหล่านี้ ในทางกลับกัน ความไม่แน่นอนทำให้นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าเปลือกนิวเคลียร์ไม่ได้ถูกเติมเต็ม ดังนั้นจึงเกิดข้อสงสัยว่า 20 นั้นเป็นเลขมหัศจรรย์จริงๆ หรือไม่ นอกจากนี้ยังสามารถอธิบายได้ว่าทำไมออกซิเจน-28 จึงใช้เวลานานในการสังเกตได้สำเร็จ

ออกซิเจน-28 ไม่ใช่ไอโซโทปเดียวที่นิวตรอน 20 นิวตรอนดูเหมือนจะไม่มีเวทย์มนตร์อีกต่อไป ในปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเกาะแห่งการผกผัน ไอโซโทปของนีออน โซเดียม และแมกนีเซียมที่มีนิวตรอน 20 นิวตรอนก็แสดงให้เห็นว่าไม่มีเปลือกนิวเคลียร์เช่นกันปิด-

ในกรณีของออกซิเจน-28 นักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องในการศึกษานี้เสนอว่าการวิจัยเพิ่มเติมจำเป็นต้องสังเกตนิวเคลียสของอะตอมในสถานะพลังงานสูงกว่า นี่อาจช่วยให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าเหตุใด 20 จึงไม่ใช่เลขมหัศจรรย์

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในธรรมชาติ-

เวอร์ชันก่อนหน้าของบทความนี้ถูกเผยแพร่ใน-