超重氧暗示物理学的法则有的问题

一种前所未有的氧的重版本显著的比预期的更少稳定的，这提示我们的核强力的理解的一个问题

新科学家 By Karmela Padavic-Callaghan

30 August 2023

Physics

氧-28有8个质子和20个中子。Carlos Clarivan/Science Photo Library

从来创造的氧的最重版本神秘的迅速的崩溃。这一发现意味着一个我们的自然的基本力的理解有一个问题。

日本东京工业大学的近藤洋介（Yosuke Kondo）和他的同事通过将一束氟原子的高能束粉碎进液氢创造了氧-28------一种有八个质子和20个中子的氧的同位素。

每个氟原子有20个中子和9个质子。当它们与液态氢碰撞时它们各自失去了一个质子，将原子变成氧-28。研究人员期望这些原子是稳定的。但相反，他们发现了它们仅存在了大约一仄普托秒或一秒的十亿分之一的万亿分之一秒，然后衰变成更少重量的氧-24和四个中子。

加拿大圣玛丽大学的力图帕纳卡伦高说， “这是极端令人惊讶的。它打开一个关于自然的最强相互作用核强力的很大很大的基本问题”，她没有参与实验。强力将夸克一起结合来弄成质子和中子，但当所有这些粒子大量出现时我们的它到底如何工作的了解目前是不彻底的。

近藤和他的团队期望氧-28停留着更长时间，因为它被认为是“双重魔法”。

在每个原子的原子核中，质子和中子被分组成壳，每个壳都能容纳特定数量的粒子。当所有被占领的壳都被完全填满时它们之内的粒子数量被称为“魔法”，它们包含的原子核变得极端的稳定。

如果质子和中子完全的填满一个原子的壳它被称为双重魔法。维持地球上生命的氧有这种属性，这是允许它如此丰富的。

通过像钙-40和镍-48一样同位素的各种研究，七个数字被广泛认识为是魔法的，包括对中子的数字20。新实验挑战这一想法。

卡伦高说，理论模型将不得不被重新制作，并且为得到如果氧-28内部的粒子不在充满和稳定的壳中一种实际上做的感觉将需要做更多的实验。

期刊参考Nature DOI: 10.1038/s41586-023-06352-6

https://www.newscientist.com/article/2389737-super-heavy-oxygen-hints-at-problem-with-the-laws-of-physics/