Новый изотоп противоречит ожиданиям ученых, которые предсказывали ему большую стабильность. Изотоп кислород-28, имеющий дополнительные 12 нейтронов (наибольшее из когда-либо наблюдаемых в атоме кислорода количество этих частиц), распался сразу после того, как был создан. Если результаты эксперимента, который провели Такаси Накамура из Токийского технологического института и его коллеги, будут воспроизведены, физикам придется пересмотреть теории, касающиеся устройства атомного ядра, пишет Nature News.
Одна из самых популярных теорий — теория оболочечного строения атомного ядра — утверждает, что протоны и нейтроны заполняют оболочки ядра и, как только оболочка заполнена, стабильность ядра значительно повышается. Иными словами, атомное ядро с определенным числом протонов и нейтронов от природы стабильно, и добавить к нему или отнять у него частицы очень трудно. У таких ядер «магическое» число частиц, а именно — 2, 8, 20, 28, 50, 82 или 126. Если в ядре магическое число как нейронов, так и протонов, то оно становится «вдвойне магическим», а следовательно, еще более стабильным. Самая распространенная форма кислорода изотоп 16O — вдвойне магическая, потому что в ядре такого атома восемь протонов и восемь нейтронов. Кислород-28, в ядре которого 8 протонов и 20 нейтронов, тоже давно предсказывался как вдвойне магический, только до сих пор никто его никогда не регистрировал.
Наблюдение 28O потребовало от японских физиков решения важной и непростой экспериментальной задачи: получения интенсивного потока радиоактивных изотопов. Они достигли этого на установке Riken RI Beam Factory в городе Вако. Пучок изотопов кальция-48 был направлен на бериллиевую мишень, в результате чего получился изотоп фтор-29. В ядре того изотопа на один протон больше, чем у кислорода-28, но то же число нейтронов. Затем ученые ударили пучком фтора-29 по плотному барьеру из жидкого водорода, выбив тем самым протон из его ядра и создав кислород-28. Эта редкая форма кислорода оказалась слишком короткоживущей для наблюдений, но зато физикам удалось зарегистрировать продукты распада: килород-24 и четыре нейтрона. Как отмечает Nature News, еще несколько лет назад такие измерения — регистрация четырех нейтронов одновременно — казались невозможными. По словам Накамуры, эти нейтроны были, «как привидения». Статья о кислороде-28 опубликована в Nature. И хотя авторы не смогли получить точные данные о новом изотопе за время его жизни, они подчеркивают, что он ведет себя не как форма с вдвойне магическим ядром: распался сразу после возникновения, и это — самое удивительное.
Марина АСТВАЦАТУРЯН
Нет комментариев