• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
31.08.2023
Сергей Васильев
27
147 854

Первые наблюдения сверхтяжелого кислорода-28 поставили под сомнение теории строения атомного ядра

5.8

Вопреки предсказаниям, кислород-28 оказался крайне неустойчивым. Физики не успели даже зарегистрировать такие ядра, хотя теоретически они должны быть дважды магическими, а значит — особенно стабильными.

Riken RI Beam Factory ускоряет тяжелые изотопы в кольцевом циклотроне, с помощью сверхпроводящих магнитов
Riken RI Beam Factory ускоряет тяжелые изотопы в кольцевом циклотроне, с помощью сверхпроводящих магнитов / © Riken, Nishina Center for Accelerator-Based Science / Автор: Sycophanta Duccius

Японские ученые впервые получили ядра кислорода-28, содержащие 20 нейтронов. Теоретически они должны быть дважды магическими и довольно долгоживущими. Однако срок существования кислорода-28 оказался настолько коротким, что даже зарегистрировать его напрямую не удалось. Похоже, современные представления об устройстве атомного ядра где-то сильно ошибаются. К таким выводам пришли Йосуке Кондо (Yosuke Kondo) и его коллеги в статье, опубликованной в журнале Nature.

Со школы мы знаем, что электроны в атоме занимают ряд оболочек, и полностью заполненная оболочка делает его химически инертным, как благородные газы. Схожим образом может быть устроено атомное ядро: протоны и нейтроны (нуклоны) заполняют одну оболочку за другой, полностью заполненная оболочка означает большую стабильность всей конструкции. Соответствующее количество нуклонов называют «магическим числом». А уж если ядро содержит магическое количество и протонов, и нейтронов, то оно особенно устойчиво.

В природе найдены пять таких дважды магических ядер, еще несколько получены искусственно. Самое распространенное из них — обычный кислород-16, включающий по восемь (магическое число) протонов и нейтронов. Теория предсказывает существование и дважды магического кислорода-28 (восемь протонов и 20 нейтронов), который также должен быть исключительно устойчив. Но на практике все оказалось не так. Возможно, новые результаты указывают на серьезные пробелы в нашем понимании атомных ядер и создающего их сильного взаимодействия.

Получить кислород-28 удалось на ускорителе Riken RI Beam Factory, который работает в исследовательском центре Нисина (Nishina) в японском городе Вако. Для этого физики разгоняли ядра кальция-48 в циклотроне и сталкивали их с бериллиевой мишенью, создавая фтор-29, содержащий те же 20 нейтронов, но на один протон больше, чем нужный изотоп кислорода. Поэтому фтор-29 отправляли дальше, прогоняя через жидкий водород, и тогда он терял протон, превращаясь в кислород-28.

Вопреки ожиданиям, срок его существования оказался настолько кратким, что зарегистрировать непосредственно этот изотоп не удалось. Ученые обнаружили лишь продукты его распада: кислород-24 и четыре нейтрона.

Стоит заметить, что сам кислород-24 несколько лет назад принес аналогичный сюрприз. Вопреки предсказаниям, это ядро весьма стабильно, срок его полураспада составляет более 60 миллисекунд. Иначе говоря, кислород-24 ведет себя так, словно он дважды магический, хотя в теории содержит лишь магическое число протонов, но не нейтронов.

Новые экспериментальные данные могут говорить о том, что магические числа далеко не так универсальны, как принято думать. Поэтому теперь физики планируют добраться до еще более тяжелого изотопа, кислорода-30, чтобы сравнить сроки полураспада целой серии ядер. Вероятно, эта работа подтвердит, что магические числа действительно не могут служить надежным предсказателем их стабильности, а количество нейтронов и протонов, которое делает ядро устойчивым, меняется более сложным образом.

Те же идеи, которые заставляли физиков ожидать стабильности от кислорода-28, стоят за концепцией «острова стабильности» — существования сверхтяжелых трансурановых элементов с большим сроком жизни. Их поиски идут уже не одно десятилетие, однако до сих пор без особенного успеха. Не исключено, что проблема с кислородом-28 может объяснять и трудности с достижением «острова стабильности».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

Вчера, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

11 июля
Татьяна

Открытая недавно планета LHS 1140 b заинтересовала ученых как потенциально обитаемая. В новой работе канадские исследователи подтвердили, что это, скорее всего, мир с теплым океаном, окутанным насыщенной азотом атмосферой.

Позавчера, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

Вчера, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

9 июля
Полина Меньшова

Психологи из Великобритании выяснили, что действия детей и подростков, наносящие вред обществу или не учитывающие психическое состояние других людей, связаны не только с отрицательными, но и с положительными эмоциями. Предыдущие исследования были сфокусированы преимущественно на негативных переживаниях.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

27 Комментариев
veaceslav verdes
08.10.2023
-
0
+
Почитайте 10-и томник «Теоретической физики» Ландау и Лифшица. Там все написано. Сейчас в физике много беженцев (физиками становятся 3D дизайнеры и представители других профессий которые с физикой ничего общего не имеют). Знаю несколько таких «новоиспеченных физиков», которые стали таковыми в ЦЕРНе, где и получили свои PhD. Кстати, в ЦЕРНе я работал с 2003-го по 2008-й год. Строил Адронный Коллайдер, на 1-й точке АТЛАС и 5-й CMS.
ASY-Lviv. Купите книжечку "Тонкая структура ядерной материи" 1985 г. , всего 120 страниц. Более 800 примеров супер точного расчета магнитных моментов ядер в свободном и возбужденных состояниях (точность расчета 0,35% от экспериментальных данных). Уровень расчета 5 класс средней школы. Время повлияло на цену и сверх точные решения по ядру умноженные на 38 лет полного игнорирования автора, плюс заметно выделенная годами тупость мировой науки повысили начальную цену до стоимости всего одной атомной лодки. Коих в мировом флоте было построено более 800 штук. Подайте Украине на пропитание и будет Вам сумашедшая подвижка практически во всех молекулярно - скоростных высоко точных расчетах новых материалов и веществ. Наступит наконец новое время Господа! Тем более что АН УССР в1986 году ответственно дала заключение по просьбе Политбюро СССР. 05.09.2023 г.
Согласно электронному строению атома (РыбниковЮ.С.), ближайший стабильный элемент стоит ждать Кислород-32. Дело всё в том, что он должен бять коюратен 8-ми. И предпосылки к этому есть: 16, 24,...32
Прайм Тайм
02.09.2023
-
0
+
Петр открыл окно в Европу и знаниям , а Путин всё это закрыл судя по комментам .🤣
Lux Fero
02.09.2023
-
1
+
Комментаторы-дебилы, объясните мне, что не так с современными старпёрами? Вы реально такие тупые, или просто так сильно не нравится мир, что хотите всем насолить? С современной наукой более чем всё в порядке. Для понимания нежизнеспособности теории, им хватило всего нескольких экспериментов. Кажется, "ого, они такие тупые, не додумались сразу", а мне кажется, ваши родители не умнее, и только после экспертмента допёрли, что не стоило вас рожать. Алхимия просуществовала много веков, хотя всем известо, что это полный бред. Наука развивается, в отличие от вас. Выдвигается теория, проводится её проверка, и либо теория получает экспериментальное подверждение, либо опровергается. Вам же не хватит и целой жизни, чтобы хотя бы на талику стать умнее.
Irene_Consult
01.09.2023
-
-5
+
Им понадобилось несколько экспериментов, чтобы осознать простую житейскую истину. К вопросу о том, что не так с современной наукой
Сергей
01.09.2023
-
-3
+
"Благородные газы"- это из барного ряда кальянной подгруппы?
Stas Filippov
01.09.2023
-
-6
+
Физики получили атомы кислорода-28, но не успели их зарегистрировать? А я получил атомы кислорода -220, но тоже не успел их зарегистрировать. Но получил. Честно-честно. А ещё сверхпроводимость получил при комнатной температуре, как недавно корейцы. Можно мне грантов побольше?
    Разница между вами и учеными в том, что, как верно отмечает новость выше, они все же зарегистрировали кислород-28 -- не напрямую, но по продуктам его распада. А у вас никакой регистрации никаких продуктов распада нет. Поэтому ученым верить на слово не надо -- а вам и не получится.
    +
      ещё комментарии
    Vadim G
    02.09.2023
    -
    -3
    +
    Подтверждаю, сразу после публикации Вашей научной гипотезы, мы с коллегами повторили Ваши наработки в нашей лаборатории. Сверхпроводимость проявилась у нескольких сотрудников одновременно, сразу, как начал поступать О220 непосредственно из розетки, стабильно, но с малым временем полураспада - всего 1,6 секунды, так как выбило автоматы в главном щите.... полураспад достиг апогея, ускорение измерить не успели, так как искрометр тоже распался пополам, но визуальный контроль показал, что искры летели сверхбыстро. Поздравляем с открытием!
-
-5
+
Ох уж эти учёные...все знают теоритически.но ничего не понимают на практике.
    Kiridan
    03.09.2023
    -
    1
    +
    Если бы такие комментаторы хотя бы толику практики знали, но нет, они лишь продолжают газировать лужи порожними исторжениями.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно