Вчені з Інституту сучасної фізики (IMP) Академії наук Китаю (CAS) разом зі своїми співробітниками створили два нові ізотопи — осмій-160 і вольфрам-156. Це відкриття дозволяє по-новому зрозуміти архітектуру атомних ядер і припускає, що свинець-164 може мати підвищену стабільність як потенційно подвійне чарівне ядро. Дослідження було опубліковано в Physical Review Letters і виділено як пропозиція редакторів.
«Магічне число» протонів і нейтронів може зробити атомне ядро особливо стабільним. Традиційними магічними числами є 8, 20, 28, 50, 82 і 126. У попередніх дослідженнях дослідники виявили зникнення традиційних магічних чисел і появу нових магічних чисел на насиченій нейтронами стороні нуклідної діаграми.
Чи зникнуть інші традиційні магічні числа в надзвичайно дефіцитних нейтронах ядерних регіонах? Подальші дослідження мають велике значення для збагачення та розвитку ядерних теорій і для поглиблення нашого розуміння ядерних сил.
Експериментальні досягнення та висновки
У цьому дослідженні дослідники провели експеримент на заповненому газом сепараторі віддачі-Спектрометрі для важких атомів і ядерної структури (SHANS), який розташований на Дослідницькому центрі важких іонів у Ланьчжоу, Китай.
Використовуючи реакцію термоядерного випаровування, дослідники вперше синтезували осмій-160 і вольфрам-156. Вони виміряли енергію α-частинок і період напіврозпаду осмію-160, який є α-випромінюючим ізотопом. Тим часом вони визначили, що дочірнє ядро, вольфрам-156, є β+ емітером з періодом напіврозпаду 291 мс.
Завдяки нещодавно виміряним даним α-розпаду дослідники вивели зменшену ширину α-розпаду для осмію-160 і порівняли його з іншими ядрами з 84 нейтронами, але меншою кількістю протонів. Вони виявили дивовижну тенденцію: чим вище число протонів, тим нижча швидкість розпаду.
Наслідки для ядерної теорії та стабільності
«Ця тенденція інтерпретується як доказ посилення закриття 82-нейтронної оболонки у напрямку до лінії течії протонів, що підтверджується збільшенням проміжків між нейтронною оболонкою, передбаченими в теоретичних моделях», — сказав д-р Ян Хуабін з IMP, першого автор статті.
Крім того, дослідники припустили, що підвищену стабільність закриття оболонки з 82 нейтронів можна пояснити зростаючою близькістю до подвійно магічного ядра свинцю-164, яке може бути стабільним ядром із 82 протонами та 82 нейтронами. Незважаючи на те, що свинець-164 передбачається за лінією краплі протонів, посилений ефект оболонки має потенціал зробити його зв’язаним або квазізв’язаним ядром.