Kiseonik-28 konačno detektovan, ali vrlo nestabilan

Naučnici su predvideli da će se kiseonik-28 zadržati neko vreme pre raspadanja. Međutim, kad su konačno uspeli da naprave taj nedokučivi izotop u akceleratoru čestica, raspao se skoro odmah – odbacujući četiri neutrona i pretvarajući se u kiseonik-24, piše Science News.

„Magični broj“ fizike možda i nije toliko magičan.

Preporučujemo

Koristeći moćan akcelerator čestica istraživači su prvi put detektovali neuhvatljivu varijantu kiseonika. Predviđeno je da će taj izotop, kiseonik-28, biti stabilan zbog svojih osam protona i 20 neutrona – što su „magični“ brojevi povezani sa ekstra stabilnošću u atomskim jezgrima.

Međutim, prve opservacije kiseonika-28 pokazuju da je on više kratkotrajan nego stabilan: njegova jezgra se raspadaju posle otprilike jedne zeptosekunde (0,000000000000000000001 sekunda).

To je bilo veliko iznenađenje, kaže fizičar Rituparna Kanungo sa Univerziteta svete Marije u Halifaksu u Kanadi. „Postoji nekoliko visokorazvijenih teorija koje su pokušale da predvide i objasne kako bi kiseonik-28 trebalo da izgleda, ali nijedna od njih ne može da objasni ove opservacije“.

Atomska jezgra su sačinjena od protona i neutrona, za koje se smatra da zauzimaju sopstvene „ljuske“ – posebne nivoe energije razdvojene velikim energetskim jazovima. Atomska jezgra sa punim spoljnim ljuskama su vezana ekstra čvrsto, što ih čini veoma stabilnim. Ljuske su pune kad imaju dve, osam, 20, 28, 50, 82 i 126 subatomskih čestica.

Atomi određenog elementa imaju utvrđen broj protona, ali mogu imati različite brojeve neutrona. Na primer, vazduh koji udišemo sadrži izotop kiseonik-16, koji ima osam protona i osam neutrona. To ga čini „dvostruko magičnim“ i izuzetno stabilnim. Kiseonik-28, dvostruko magičan sa 20 neutrona i osam protona, trebalo je takođe da bude stabilan.

Pronalaženje tog izotopa je zahtevalo kombinaciju grube sile i eksperimentalne elegancije. Fizičar Josuke Kondo iz Tokijskog instituta ta tehnologiju i kolege su pomoću akceleratora čestica sudarili atome kalcijuma-48 sa berilijumskom metom. Tako su atomi kalcijuma-48 razbijeni u lakše izotope, uključujući fluor-29. Sudaranje fluora-29 sa metom od tečnog vodonika izbacilo je jedan proton, stvarajući kiseonik-28.

Suprotno očekivanjima, kiseonik-28 se raspao gotovo odmah. Poput kante sa previše loptica, njegovo prenatrpano jezgro se prelilo, izbacujući četiri neutrona i ostavljajući kiseonik-24. Detektujući ove proizvode raspadanja istovremeno, naučnici su pokazali da su napravili kiseonik-28.

Iznenađujuća nestabilnost kiseonika-28 ukazuje da nešto nedostaje u trenutnim teorijama o jakoj nuklearnoj sili, što veže protone i neutrone u atomskim jezgrima.

(Telegraf Nauka/Science News)