Oxygen-28 (28O), ang pinakamabigat na bihirang isotope ng oxygen ay nakita sa unang pagkakataon ng mga mananaliksik ng Hapon. Sa hindi inaasahang pagkakataon, ito ay napag-alaman na panandalian at hindi matatag sa kabila ng pagtugon sa "magic" na pamantayan ng numero ng nuklear katatagan.
Oksiheno ay may maraming isotopes; lahat ay may 8 proton (Z) sa kanilang nuclei ngunit naiiba sa bilang ng mga neutron (N). Ang mga matatag na isotopes ay 16O, 17O at 18O na mayroong 8, 9 at 10 neutron sa kanilang nuclei ayon sa pagkakabanggit. Sa tatlong matatag na isotopes, 16Ang O ay pinaka-sagana na bumubuo ng halos 99.74% ng lahat ng oxygen na matatagpuan sa kalikasan.
Na-detect kamakailan 28Ang O isotope ay may 8 proton (Z=8) at 20 neutron (N=20). Inaasahan na ito ay magiging matatag dahil natutugunan nito ang kinakailangan ng "magic" na numero patungkol sa parehong mga proton at neutron (dobleng mahika) ngunit natagpuang maikli ang buhay at mabilis na nabulok.
Ano ang nagpapatatag sa nucleus ng isang atom? Gaano pinagsasama-sama ang mga proton at neutron na may positibong singil sa nucleus ng atom?
Sa ilalim ng karaniwang shell-modelo ng nuklear istraktura, mga proton at neutron ay naisip na sumasakop sa mga shell. May limitasyon sa pinakamainam na bilang ng mga nucleon (proton o nucleon) na maaaring tumanggap ng isang ibinigay na "shell". Ang nuclei ay compact at mas matatag kapag ang "shells" ay ganap na napuno ng isang "specific number" ng mga proton o neutron. Ang "mga partikular na numero" na ito ay tinatawag na "magic" na mga numero.
Sa kasalukuyan, ang 2, 8, 20, 28, 50, 82, at 126 ay karaniwang itinuturing na "magic" na mga numero.
Kapag ang parehong bilang ng mga proton (Z) at bilang ng mga neutron (N) sa isang nucleus ay pantay na "magic" na mga numero, ito ay itinuturing na isang kaso ng "dobleng" magic na nauugnay sa stable nuklear istraktura. Halimbawa, 16O, ang pinaka-matatag at ang pinaka-masaganang isotope ng oxygen ay may Z=8 at N=8 na mga "magic" na numero at isang kaso ng dobleng mahika. Katulad nito, ang kamakailang nakitang isotope 28Ang O ay may Z=8 at N=20 na mga magic number. Kaya naman, ang Oxygen-28 ay inaasahang maging matatag ngunit napag-alamang hindi matatag at panandalian sa isang eksperimento (bagama't ang pang-eksperimentong paghahanap na ito ay hindi pa napapatunayan sa paulit-ulit na mga eksperimento sa iba pang mga setting).
Mas maaga, ang 32 ay iminungkahi na maging bagong magic neutron number ngunit hindi nakitang magic number sa isotopes ng potassium.
Standard shell-modelo ng nuklear istraktura, ang kasalukuyang teorya na nagpapaliwanag kung paano nakabalangkas ang atomic nuclei ay tila hindi sapat sa kaso ng 28O isotope.
Ang mga nucleon (proton at neutron) ay pinagsama-sama sa nucleus sa pamamagitan ng malakas na puwersang nuklear. Ang pag-unawa sa katatagan ng nuklear at kung paano nabuo ang mga elemento ay nakasalalay sa pagbuo ng mas mahusay na pag-unawa sa pangunahing puwersang ito.
***
Sanggunian:
- Tokyo Institute of Technology. Pananaliksik ng balita – Paggalugad sa Banayad na Neutron-Rich Nuclei: Unang Pagmamasid sa Oxygen-28. Nai-publish: Agosto 31, 2023. Magagamit sa https://www.titech.ac.jp/english/news/2023/067383
- Kondo, Y., Achouri, NL, Falou, HA et al. Unang pagmamasid sa 28O. Kalikasan 620, 965-970 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6
- US Department of Energy 2021. Balita – The Magic Is Gone for Neutron Number 32. Available sa https://www.energy.gov/science/np/articles/magic-gone-neutron-number-32
- Koszorús, Á., Yang, XF, Jiang, WG et al. Charge radii ng mga kakaibang potassium isotopes ay humahamon sa nuclear theory at ang magic character ng N = 32. Nat. Phys. 17, 439-443 (2021). https://doi.org/10.1038/s41567-020-01136-5
***
