Pojavili se novi izotopi kisika koji prkose uvaženim znanstvenim očekivanjima za njihovo ponašanje, posebno s obzirom na njihove jedinstvene karakteristike. Riječ je o izotopima kisik-27, a posebno kisik-28, oba koji posjeduju neobično visok broj neutrona u svojoj jezgri.
"Čarobni" brojevi dovedeni u pitanje
Pročitajte i ovo
Kisik-28 predstavlja posebno zanimljivu enigmu za znanstvenike. Dok bi konvencionalne znanstvene pretpostavke ukazivale na njegovu stabilnost, taj se izotop brzo raspada, dovodeći u pitanje prevladavajuće predodžbe o "čarobnim" brojevima koji upravljaju atomskim jezgrama.
Jezgre čine nukleoni, odnosno subatomske čestice koje obuhvaćaju protone i neutrone. Iako atomski broj elementa ovisi o njegovom broju protona, količine neutrona mogu se razlikovati, dajući različite izotope. Kisik, s 8 protona, tako može pokazati različite brojeve neutrona.
Do sada je kisik-26 predstavljao gornji prag za broj neutrona na 18, kombinirajući se s 8 protona da bi se dobilo ukupno 26 nukleona. Ipak, tim predvođen nuklearnim fizičarom Yosukeom Kondom s japanskog Tokijskog instituta za tehnologiju otkrio je dva dosad neviđena izotopa kisika: kisik-27 i kisik-28, koji sadrže 19 odnosno 20 neutrona. Istraživanje vezano za to objavljeno je u časopisu Nature.
Intrigantno uspješan eksperiment
Istraga je provedena u tvornici snopa radioaktivnih izotopa RIKEN, postrojenju namijenjenom stvaranju nestabilnih izotopa. Proces je započeo ispaljivanjem snopa izotopa kalcija-48 na metu od berilija, što je rezultiralo lakšim atomima kao što je fluor-29, odnosno izotop fluora koji sadrži 9 protona i 20 neutrona. Naknadni sudari s metom tekućeg vodika imali su za cilj ogoliti jedan proton i proizvesti kisik-28.
Japanski znanstvenici su uspjeli u naumu, ali ne bez intriga. I kisik-27 i kisik-28 pokazali su prolaznu nestabilnost, raspadajući se u kisik-24 zajedno s 3 ili 4 slobodna neutrona. Nestabilnost kisika-28, unatoč 'magičnim' brojevima 8 i 20 za protone i neutrone, pobudila je znatiželju znanstvenika.
Važnost magičnih brojeva u nuklearnoj fizici
'Magični' brojevi ključni su u nuklearnoj fizici, označavajući količine nukleona koji dovršavaju ljusku jezgre. Svaka ljuska uvodi značajan energetski jaz u odnosu na prethodnu. Kada i protonska i neutronska ljuska imaju te magične brojeve, jezgra je 'dvostruko čarobna' i izrazito stabilna.
Zemljina dominantna varijanta kisika je dvostruko magični kisik-16, koji se nalazi u zraku i drugdje. Pretpostavljalo se da će kisik-28 biti sljedeći dvostruko magični izotop nakon kisika-16, iako su prethodni pokušaji da se on locira propali.
Moguće objašnjenje zagonetke
Pročitajte i ovo
Kondov rad predstavlja objašnjenje za tu zagonetku. Njihova otkrića sugeriraju nepotpuno ispunjenu neutronsku ljusku, bacajući nesigurnost na navodni magični broj 20 za neutrone. To je u intrigantnoj korelaciji s 'otokom inverzije', gdje izotopi neona, natrija, magnezija, a sada i kisika-28 s 20 neutrona pokazuju nezatvorene ljuske.
Kako bi stvar istražili dublje, japanski znanstvenici namjeravaju istražiti pobuđeno visokoenergetsko stanje te jezgre. Alternativne metode za stvaranje kisika-28 također bi mogle otkriti vrijedne uvide, iako je njihova provedba i dalje izazovna.
Izvor: Science Alert
-
Rat na Bliskom istokuVIDEO Sukob na Bliskom istoku se širi, novi su udari sve žešći: "Dolaze još teže noći..."
-
živa legenda i kralj zabaveSupruga Zlatka Pejakovića pojavila se na njegovoj velikoj obljetnici, poznaju se od njezine 14. godine
-
NEVJEROJATNOSlavni nogometaš Irana ide u rat protiv Amerike? Još jučer igrao, a sad spreman za pušku
