最近、日本で行われた研究で酸素28の同位体が初めて観測されましたが、これは原子核内で最も多くの中性子を持つ酸素原子であり、その挙動は研究者の予想とは全く異なることが主な理由です。安定していません。

元素の原子番号は原子核内の陽子の数によって定義されますが、中性子の数は異なる場合があります。 酸素の場合、その原子番号は 8 で、これまでに原子核内で観察された中性子の最大数は酸素 26 の 18 個でした。

現在、東京工業大学の核物理学者近藤洋介氏が率いる理化学研究所放射性同位体ビーム施設での研究により、これまでに見たことのない酸素同位体、酸素27と酸素28、中性子19個と20個が観測された。

粒子加速器では、最初にカルシウム 48 同位体のビームがベリリウムに照射され、フッ素 29 が生成されました。フッ素 29 は陽子を失って酸素 28 を形成するために液体水素と衝突するために分離されました。

実験は成功し、物理学者たちは酸素27と酸素28の両方を生成することに成功したが、直後にそれらは分解して、核内に24個の粒子と3～4個の遊離中性粒子を含む同位体を形成した。

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魔法の数字

科学者たちが予期していなかったのは、酸素 28 が不安定であり、8 と 20 は両方とも陽子と中性子の魔法の数と考えられているということでした。 核物理学では、殻を完全に満たす原子核内の粒子の数であり、新しい殻は大きなエネルギー ギャップによって以前の殻と区別されます。 核内に 28 個の粒子がある酸素同位体の場合、これは二重の魔法となり、非常に安定であることを示唆しています。

地球上で最も一般的な酸素の形態は 16 粒子同位体であり、これには二重の魔法の効果もあります。 このリストの次は酸素 28 であると考えられていましたが、結果はそうではない可能性があることを示しました。

研究者らは、中性子の殻は実際には満たされていなかったと考えており、20という数字が本当にこれらの粒子にとっての魔法の数字なのかどうか疑問が生じている。 この現象は反転島として知られ、以前はネオン、ナトリウム、マグネシウムの同位体で観察されていましたが、現在ではフッ素-29 と酸素-28 にも当てはまるようです。

同位体をより良く理解するために、励起状態でより高いエネルギーの同位体を観察することが現在計画されている。

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