“双魔”氧或将挑战物理学的一个基本定律

发布时间：2023-09-12 12:17:57 所属栏目：外闻来源：

导读：研究人员成功合成了一种名叫氧-28的新型化学元素，此元素的原子核中含有比地球大气中最常存在的氧-16多出12颗中子的罕见同位素。这种新创造的“重”氧同位素拥有氧原子中所见过的最多的中子数，预计它会非

研究人员成功合成了一种名叫氧-28的新型化学元素，此元素的原子核中含有比地球大气中最常存在的氧-16多出12颗中子的罕见同位素。这种新创造的“重”氧同位素拥有氧原子中所见过的最多的中子数，预计它会非常稳定，几乎可以永远存在。然而，事实并非如此，它在极短的时间内就衰变了——这一发现挑战了我们对强力的理解，强力是一种将物质的基本粒子，如质子和中子，结合起来形成原子核中更大的粒子的力。

“它提出了一个非常非常大的基本问题，关于自然界最强的相互作用，即核强力。”加拿大圣玛丽大学的物理学家Rituparna Kanungo说，他没有参与这项实验，“这是《新科学家》杂志的报道。”

为了创造氧-28，一个由东京工业大学的研究人员领导的团队在日本和歌市Riken RI Beam Factory用一束含有9个质子的氟-29同位素轰击了一个液态氢靶。撞击后，氢和氟-29都失去了一个质子，从而创造了一个全新的氧-28分子，根据发表在《自然》杂志8月30日的研究。

根据粒子物理学的主导理论——标准模型，如果原子核中的壳层被某些特定数量的质子和中子填满，那么粒子应该是稳定的，这些特定数量被称为“魔数”。在化学元素周期表中，氧属于惰性气体那一节。它的原子中含有20个中子以及数量微不足道的核子——八个质子的配对是中性的，所以被称为偶数（neutrality）或者“零价”。但是这种元素的稳定性似乎并不如我们所想的那样乐观。

在实验过程中，氧-28分子在一皮秒内衰变，或者说是一秒的十万亿分之一。事实上，它的存在只能通过它衰变时留下的产物来确认：氧-24和四个中子。

“我很惊讶。”东京工业大学的物理学家、研究报告的合著者Takashi Nakamura告诉《自然》杂志。“就我个人而言，我认为他是双魔。但这是自然界所说的。”

虽然这项实验还没有被复制，但这项研究的发现表明，目前的模数列表可能没有完全说明分子是否稳定。在另一种情况下，科学家们在2009年显示了一种氧-24同位素表现得好像它是双魔一样，即使它没有质子和中子的魔数。这种现象被称为双魔同位素，它是一种非常罕见的同位素，因为它的能量比普通的同位素高得多。

（编辑：聊城站长网）

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