科学家们观察到了一种前所未见的氧气形式

新观察到的氧同位素违背了我们对它应该如何表现的所有期望。

它是氧-28，在氧原子核中见过最多的中子。然而，虽然科学家认为它应该是稳定的，但它衰变得很快 - 质疑我们认为我们对原子核中粒子的“神奇”数量的了解。

原子核包含称为核子的亚原子粒子，由质子和中子组成。

元素的原子序数由它拥有的质子数定义，但中子的数量可以变化。

不同中子数的元素被称为同位素;氧气有8个质子，但可以有不同数量的中子.

以前，在氧同位素氧-26中观察到的最大中子数量是18（8个质子加上18个中子等于26个核子）。

现在，由日本东京工业大学的核物理学家近藤洋介（Yosuke Kondo）领导的一个团队发现了两种我们以前从未见过的氧同位素，氧-27和氧-28，分别有19个和20个中子。

这项工作是在RIKEN进行的放射性同位素束工厂，一种旨在产生不稳定同位素的回旋加速器加速器设施。

首先，研究小组向铍靶发射了一束钙-48同位素，以产生更轻的原子，包括氟-29，一种具有9个质子和20个中子的氟同位素。

然后将这种氟-29分离出来并与液氢目标碰撞以敲除质子，试图产生氧-28。

尝试是成功的，但令人惊讶。氧-27和氧-28都是不稳定的，只持续片刻，然后分别衰变成氧-24和3或4个松散的中子，这就是氧-28变得有趣的地方。

8 和 20 都是”魔法“分别是质子和中子的数字，这一特性表明氧-28应该是稳定的。

每个核子的总数取决于每个添加的核子如何影响质子和中子配额的稳定性，称为”贝壳'。

核物理学中的一个神奇数字是完全填满一个壳层的核子数量，每个新壳层与前一个壳层的区别在于能量间隙很大。

质子和中子壳都包含每个幻数的原子核被称为双魔法，并且预计特别稳定。

地球上的大部分氧气，包括我们呼吸的空气，都是氧气的双重神奇形式，氧气-16。

长期以来，人们一直认为氧-28将成为继氧-16之后的下一个双魔法氧同位素，但之前寻找它的尝试都失败了。

（有趣的是，有证据表明氧-24可能是双重魔法2009年出现，表明 16 可能是一个幻数。

近藤和他的同事们的工作可以解释为什么。他们的发现表明中子壳没有被填充。这就提出了一个问题，即20是否是中子的神奇数字。

有趣的是，它似乎与一种被称为氖，钠和镁同位素反转岛的现象一致，其中20个中子的壳无法关闭。这也延伸到氟-29，现在显然是氧-28。

对奇怪未闭合的中子壳层的进一步了解将不得不等到研究人员能够以激发的高能状态探测原子核。氧-28的其他形成方法也可能揭示，尽管这要实现起来要困难得多。

目前，该团队引人入胜且来之不易的结果显示，双重魔法核可能比我们知道的要复杂得多。

该研究已发表在自然界.

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