Oxigenoaren lehen detekzioa 28 eta egitura nuklearraren oskol-eredu estandarra   

Oxigeno-28 (²⁸O), oxigenoaren isotopo arrarorik astunena detektatu dute lehen aldiz ikertzaile japoniarrek. Ustekabean iraupen laburra eta ezegonkorra zela aurkitu zen, zenbaki "magikoaren" irizpideak bete arren. nuklearra egonkortasuna.  

Oxygen isotopo asko ditu; guztiek 8 protoi (Z) dituzte nukleoan baina desberdinak dira neutroi kopuruari dagokionez (N). Isotopo egonkorrak dira ¹⁶O, ¹⁷O eta ¹⁸O, hurrenez hurren, 8, 9 eta 10 neutroi dituzten nukleoetan. Hiru isotopo egonkorretatik, ¹⁶O da ugariena naturan aurkitzen den oxigeno osoaren % 99.74 inguru osatzen duena. 

Duela gutxi detektatua ²⁸O isotopoak 8 protoi (Z=8) eta 20 neutroi (N=20) ditu. Egonkorra izango zela espero zen, zenbaki "magikoaren" eskakizuna betetzen duelako bai protoiei eta bai neutroiei dagokienez (bikoitza magia), baina iraupen laburra zuela eta azkar desintegratzen zela ikusi zen.  

Zerk egiten du egonkorra atomo baten nukleoa? Nola mantentzen dira positiboki kargatutako protoiak eta neutroiak atomo baten nukleoan?  

Oskol-eredu estandarraren arabera nuklearra egitura, protoiak eta neutroiak maskorrak okupatzen dituztela uste da. Muga bat dago "shell" jakin batera egoki daitezkeen nukleoi kopuru optimoan (protoiak edo nukleoiak). Nukleoak trinkoak eta egonkorragoak dira "maskorrak" protoi edo neutroi "kopuru zehatzekin" guztiz betetzen direnean. "Zenbaki zehatz" horiei zenbaki "magikoak" deitzen zaie.  

Gaur egun, 2, 8, 20, 28, 50, 82 eta 126 zenbaki "magiko"tzat hartzen dira. 

Nukleo batean protoi kopurua (Z) eta neutroi kopurua (N) zenbaki "magiko" berdinak direnean, egonkorrekin lotuta dagoen magia "bikoitza" dela jotzen da. nuklearra egitura. Adibidez, ¹⁶O, oxigenoaren isotopo egonkorrenak eta ugarienak Z=8 eta N=8 ditu, zenbaki "magikoak" eta bikoitzaren kasu bat. Era berean, duela gutxi detektatu den isotopoa ²⁸O zenbaki magikoak diren Z=8 eta N=20 ditu. Hori dela eta, Oxigeno-28 egonkorra zela espero zen, baina esperimentu batean ezegonkorra eta iraupen laburra dela aurkitu da (nahiz eta aurkikuntza esperimental hau beste ezarpenetan errepikatutako esperimentuetan baliozkotu gabe dagoen).  

Lehenago, 32 neutroi zenbaki magiko berria zela iradoki zen, baina ez zen aurkitu potasioaren isotopoetan. 

Oskol-eredu estandarra nuklearra egitura, nukleo atomikoak nola egituratzen diren azaltzen duen egungo teoriak nahikoa ez dirudi behintzat ²⁸O isotopoa.  

Nukleoiak (protoiak eta neutroiak) indar nuklear indartsuaren bidez elkartzen dira nukleoan. Egonkortasun nuklearra eta elementuak nola sortzen diren ulertzea oinarrizko indar hori hobeto ulertzean datza.  

***

References:  

1. Tokioko Teknologia Institutua. Ikerketako berriak - Neutroi Aberasko Nukleoak esploratzen: Oxigeno-28aren lehen behaketa. Argitalpena: 31ko abuztuaren 2023. Helbide honetan eskuragarri https://www.titech.ac.jp/english/news/2023/067383  

2. Kondo, Y., Achouri, NL, Falou, HA et al. Lehenengo behaketa ²⁸O. Nature 620, 965-970 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6 

3. AEBetako Energia Saila 2021. Albisteak - 32 neutroi zenbakiaren magia desagertu da. Hemen eskuragarri dago https://www.energy.gov/science/np/articles/magic-gone-neutron-number-32  

4. Koszorús, Á., Yang, XF, Jiang, WG et al. Potasio isotopo exotikoen karga erradioak teoria nuklearra eta izaera magikoa zalantzan jartzen ditu N = 32. Nat. Fisikoak. 17, 439-443 (2021). https://doi.org/10.1038/s41567-020-01136-5 

***