Ten “magiczny” izotop tlenu miał być niezniszczalny, a rozpadł się niezwykle szybko

Naukowcy stworzyli tlen-28 (²⁸O), rzadki izotop tlenu, który ma o 12 neutronów (elektrycznie obojętnych cząsteczek) więcej niż tlen-16 (¹⁶O), najpowszechniejsza forma tlenu występująca na naszej planecie. Ten nowo stworzony “ciężki” izotop tlenu ma największą liczbę neutronów, jaką kiedykolwiek zaobserwowano w atomie tego pierwiastka.

Naukowcy sądzili, że tlen-28 będzie bardzo stabilny i trwały. Zamiast tego uległ on niewiarygodnie szybkiej degradacji. Odkrycie to podważa rozumiane już dużo wcześniej przez naukowców siły jądrowe, czyli takie, które wiążą ze sobą protony (cząsteczki elektrycznie dodanie) i neutrony w jądrze atomowym.

– Odkrycie to powoduje, że stawiamy sobie pytanie, jak rzeczywiście działają siły jądowe -powiedziała w rozmowie z “New Scientist” doktor Rituparna Kanungo, fizyczka z Saint Mary’s University w Kanadzie, która nie była zaangażowana w eksperyment.

Aby stworzyć tlen-28, zespół kierowany przez naukowców z Tokyo Institute of Technology wystrzelił wiązkę fluoru-29 (izotopu, który ma dziewięć protonów) w ciekły wodór w Riken RI Beam Factory w Wako w Japonii. Po uderzeniu zarówno wodór, jak i fluor-29 straciły proton, co stworzyło zupełnie nową cząsteczkę tlenu-28 – wynika z badania opublikowanego 30 sierpnia w czasopiśmie “Nature”. 

Zgodnie z modelem standardowym, wiodącą teorią fizyki cząstek, cząsteczki powinny być stabilne, jeśli powłoki w jądrze atomu są wypełnione pewną liczbą protonów i neutronów, zwaną “magiczną liczbą”. “Liczby magiczne” w jądrach atomowych to: 2, 8, 20, 28, 50, 82 oraz 126. Tlen-28 zawiera 20 neutronów i osiem protonów, co sugeruje, że cząsteczka ta powinna być niezwykle stabilna. Tak się jednak nie stało.

Podczas eksperymentu cząsteczka tlenu-28 rozpadła się niezwykle szybko. Jej obecność została potwierdzona jedynie przez produkty, które pozostawiła po rozpadzie: tlen-24 i cztery neutrony. – Byłem zaskoczony – powiedział “Nature” Takashi Nakamura, fizyk z Tokyo Institute of Technology i współautor badania.

Chociaż eksperyment nie został jeszcze powtórzony, wyniki tego badania sugerują, że lista “magicznych liczb” może nie mówić wszystkiego o tym, czy dana cząsteczka jest stabilna.