QUẢNG CÁO

Phát hiện đầu tiên về Oxy 28 & Mô hình vỏ tiêu chuẩn của cấu trúc hạt nhân   

Oxy-28 (28O), đồng vị oxy hiếm nặng nhất lần đầu tiên được các nhà nghiên cứu Nhật Bản phát hiện. Điều bất ngờ là nó được phát hiện chỉ tồn tại trong thời gian ngắn và không ổn định mặc dù đáp ứng được các tiêu chí số “thần kỳ” về độ ổn định hạt nhân.  

Ôxy có nhiều đồng vị; tất cả đều có 8 proton (Z) trong hạt nhân nhưng khác nhau về số lượng neutron (N). Các đồng vị ổn định là 16O, 17Ô và 18O lần lượt có 8, 9 và 10 neutron trong hạt nhân. Trong số ba đồng vị ổn định, 16O có nhiều nhất, chiếm khoảng 99.74% tổng lượng oxy có trong tự nhiên. 

Được phát hiện gần đây 28Đồng vị O có 8 proton (Z=8) và 20 neutron (N=20). Nó được kỳ vọng là ổn định vì nó đáp ứng yêu cầu về số lượng “ma thuật” đối với cả proton và neutron (ma thuật kép) nhưng lại tồn tại trong thời gian ngắn và phân rã nhanh chóng.  

Điều gì làm cho hạt nhân nguyên tử ổn định? Làm thế nào các proton và neutron tích điện dương được giữ cùng nhau trong hạt nhân nguyên tử?  

Theo mô hình vỏ tiêu chuẩn của cấu trúc hạt nhân, proton và neutron được cho là chiếm giữ vỏ. Có một giới hạn về số lượng nucleon (proton hoặc nucleon) tối ưu có thể chứa được một “lớp vỏ” nhất định. Hạt nhân nhỏ gọn và ổn định hơn khi các “vỏ” được lấp đầy bằng một “số lượng cụ thể” proton hoặc neutron. Những “con số cụ thể” này được gọi là những con số “ma thuật”.  

Hiện nay, 2, 8, 20, 28, 50, 82 và 126 thường được coi là những con số “ma thuật”. 

Khi cả số proton (Z) và số neutron (N) trong hạt nhân đều bằng số “ma thuật”, thì đó được coi là trường hợp ma thuật “kép” gắn liền với cấu trúc hạt nhân ổn định. Ví dụ, 16O, đồng vị ổn định nhất và dồi dào nhất của oxy có Z=8 và N=8, đây là những con số “ma thuật” và là một trường hợp ma thuật kép. Tương tự, đồng vị được phát hiện gần đây 28O có Z=8 và N=20 là những con số kỳ diệu. Do đó, Oxygen-28 được cho là ổn định nhưng được phát hiện là không ổn định và tồn tại trong thời gian ngắn trong một thử nghiệm (mặc dù phát hiện thử nghiệm này vẫn chưa được xác thực trong các thử nghiệm lặp lại ở các môi trường khác).  

Trước đó, 32 được cho là số neutron ma thuật mới nhưng không được coi là số ma thuật trong đồng vị của kali. 

Mô hình vỏ tiêu chuẩn của cấu trúc hạt nhân, lý thuyết hiện tại giải thích cách cấu trúc hạt nhân nguyên tử dường như chưa đủ, ít nhất là trong trường hợp 28ồ đồng vị.  

Các nucleon (proton và neutron) được giữ với nhau trong hạt nhân bằng lực hạt nhân mạnh. Sự hiểu biết về độ ổn định hạt nhân và cách các nguyên tố được hình thành nằm trong việc phát triển sự hiểu biết tốt hơn về lực cơ bản này.  

***

Tài liệu tham khảo:  

  1. Viện Công nghệ Tokyo. Tin tức nghiên cứu – Khám phá hạt nhân giàu neutron nhẹ: Quan sát đầu tiên về oxy-28. Xuất bản: ngày 31 tháng 2023 năm XNUMX. Có sẵn tại https://www.titech.ac.jp/english/news/2023/067383  
  1. Kondo, Y., Achouri, NL, Falou, HA et al. Quan sát đầu tiên của 28O. Thiên nhiên 620, 965–970 (năm 2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6 
  1. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ 2021. Tin tức – Phép thuật đối với neutron số 32. Có sẵn tại https://www.energy.gov/science/np/articles/magic-gone-neutron-number-32  
  1. Koszorús, Á., Yang, XF, Jiang, WG et al. Bán kính điện tích của các đồng vị kali lạ thách thức lý thuyết hạt nhân và đặc tính kỳ diệu của N = 32. Nat. Vật lý. 17, 439–443 (năm 2021). https://doi.org/10.1038/s41567-020-01136-5 

***

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Nhà báo khoa học | Biên tập viên sáng lập tạp chí Khoa học Châu Âu

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Nicotine's thay đổi ảnh hưởng (tích cực và tiêu cực) trên não

Nicotine có rất nhiều tác dụng sinh lý thần kinh, không ...

Mars Rovers: Hai thập kỷ hạ cánh của Tinh thần và Cơ hội trên bề mặt của...

Hai thập kỷ trước, hai tàu thăm dò sao Hỏa Spirit và Opportunity...
- Quảng cáo -
94,555Người hâm mộNhư
47,688Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi