Сверхтяжелый кислород намекает на проблему с законами физики
Самая тяжелая версия кислорода, когда-либо созданная, загадочным образом быстро распадается. Этот вывод подразумевает проблему с нашим пониманием фундаментальных сил природы. Йосуке Кондо из Токийского технологического института в Японии и его коллеги создали кислород-28 – изотоп кислорода с восемью протонами и 20 нейтронами – путем столкновения энергетического луча атомов фтора с жидким водородом.
Атомы фтора имели по 20 нейтронов и девять протонов. Когда они столкнулись с жидким водородом, каждый из них потерял по протону, превратив атомы в кислород-28. Исследователи ожидали, что эти атомы будут стабильными. Но вместо этого они обнаружили, что они существовали всего около зептосекунды или триллионной миллиардной доли секунды, а затем распались на менее тяжелый кислород-24 и четыре нейтрона.
Кондо и его команда ожидали, что кислород-28 продержится гораздо дольше, поскольку считалось, что он обладает «двойным волшебством».
Внутри ядра каждого атома протоны и нейтроны сгруппированы в оболочки, каждая из которых из которых может вместить определенное количество частиц. Когда все занятые оболочки полностью заполнены, количество частиц внутри них называется «магическим», а ядро, которое они составляют, становится чрезвычайно стабильным.
Если и протоны, и нейтроны полностью заполняют оболочки атома, то это называется двойной магией. Кислород, поддерживающий жизнь на Земле, обладает этим свойством, и именно это позволяет ему быть в таком изобилии.
Благодаря различным исследованиям изотопов, таких как кальций-40 и никель-48, семь чисел широко признаны магическими, включая число 20 для нейтронов. Новый эксперимент бросает вызов этой идее.
«Теоретические модели придется переделать, и необходимо будет провести больше экспериментов, чтобы понять, что на самом деле делают частицы внутри кислорода-28, если они не находятся в полной и стабильной оболочке», — отмечают эксперты.