اکسیژن 28 ایزوتوپ نادر و فوق سنگین کشف شد

بالاخره ایزوتوپ نادر و فوق سنگین اکسیژن  ²⁸O شناسایی شد و انتظارات را زیر پا گذاشت. Oxygen-28 ممکن است فیزیکدانان و شیمی دانان را وادار کند که نظریه های ساختار هسته اتم را اصلاح کنند. فیزیکدانان با ترکیب مجموعه‌ای از ابزارهای قدرتمند با دانش تجربی، برای اولین بار اکسیژن 28 را شناسایی کردند – ایزوتوپی از اکسیژن که 12 نوترون در هسته خود دارد. دانشمندان مدت‌ها پیش‌بینی کرده‌اند که این ایزوتوپ به‌طور غیرعادی پایدار است. اما مشاهدات اولیه هسته ²⁸O نشان می دهد که اینطور نیست: یک تیم گزارش می دهد که پس از ایجاد به سرعت تجزیه می شود. اگر بتوان نتایج را تکرار کرد، فیزیکدانان ممکن است نیاز داشته باشند که نظریه‌های ساختار هسته‌های اتم را آپدیت و به روز کنند.

قوی ترین نیرو در کیهان نیرویی است که پروتون ها و نوترون ها را در هسته اتم کنار هم نگه می دارد. تاکاشی ناکامورا، فیزیکدان مؤسسه فناوری توکیو، می‌گوید برای کشف چگونگی شکل‌گیری عناصر، فیزیک ستاره‌های نوترونی و موارد دیگر، دانشمندان باید این نیروی هسته‌ای قوی را بهتر درک کنند. او و سایر محققان در حال آزمایش تئوری هایی در مورد چگونگی حفظ هسته های اتم با فشار دادن آنها به سمت افراط هستند. یکی از راه های رایج این است که هسته های سبک وزن مانند اکسیژن را با نوترون های اضافی بارگذاری کنید و ببینید چه اتفاقی می افتد.

نظریه های فعلی بیان می کنند که هسته های اتمی با تعداد معینی از پروتون ها و نوترون ها ذاتاً پایدار هستند. این به این دلیل است که پروتون ها و نوترون ها “پوسته” را در هسته پر می کنند. وقتی یک پوسته فقط با تعداد مناسبی از پروتون ها یا نوترون ها پر می شود، اضافه کردن یا حذف ذرات بسیار دشوار می شود. این اعداد “جادویی” هستند و تصور می‌شود که شامل ذرات 2، 8، 20، 28، 50، 82 و 126 است. اگر یک هسته دارای یک عدد جادویی از نوترون ها و پروتون ها باشد، به “جادوی مضاعف” تبدیل می شود – و بنابراین حتی پایدارتر می شود.

فراوان ترین شکل اکسیژن، ¹⁶O، جادوی مضاعف است، زیرا هشت پروتون و هشت نوترون دارد. مدتها پیش پیش بینی می شد که اکسیژن 28 با 8 پروتون و 20 نوترون نیز جادویی مضاعف باشد. اما فیزیکدانان قبلاً قادر به تشخیص آن نبوده اند.

مشاهده ²⁸O به چندین شاهکار تجربی نیاز داشت. کلید کل عملیات، جریان های شدید ایزوتوپ های رادیواکتیو تولید شده توسط کارخانه Riken RI Beam Factory در واکو، ژاپن بود. دانشمندان پرتوی از ایزوتوپ های کلسیم 48 را به سمت هدف بریلیوم شلیک کردند که ایزوتوپ فلوئور 29 را ایجاد کرد. هسته این ایزوتوپ یک پروتون بیشتر از ²⁸O دارد اما تعداد نوترون های آن برابر است. سپس دانشمندان ²⁹F را در یک سد ضخیم از هیدروژن مایع شکستند و یک پروتون را از هسته بیرون زدند و ²⁸O را تولید کردند.