Sciencemag.cz
Doporučujeme
V magických číslech pro počty protonů a neutronů v atomových jádrech začíná být poněkud zmatek. Vědci z Čínské akademie věd nyní připravili dva nové izotopy – osmium-160 a wolfram-156.Výsledky naznačují, že olovo-164 by mohlo být dvojnásobně magickým jádrem se zvýšenou stabilitou.
„Magické počty“ (čísla) protonů plus neutronů by měly přinášet větší stabilitu atomových jader, i když z jiných důvodů by se tato měla rychle rozpadat. Mezi tradiční magická čísla patří 8, 20, 28, 50, 82 a 126. V předchozích studiích se ale ukázalo, že v nuklidech zvlášť bohatých na neutrony „tradiční“ magická čísla přestávají fungovat a naopak stabilitu jádra zajišťují čísla jiná. Otevřenou otázkou zůstává, jak to bude s magickými čísly v případě jader naopak na neutrony chudých. To se týká právě současného výzkumu – např. wolfram se v přírodě vyskytuje ve 4 stabilních izotopech s mnohem větším počtem neutronů (izotopy 182, 183, 184 a 186) než u izotopu 156.
Nové izotopy vědci syntetizovali reakcí tzv. fúzního odpařování (fusion evaporation reaction). Ukázalo se, že osmium-160 se rozpadá za uvolnění částice alfa, takto vzniklý wolfram-156 pak dále rozpadem beta plus s poločasem rozpadu 191 ms (poznámka: vzhledem k povaze jádra asi nečekaně vysoké číslo?). Ukázalo se, že ve srovnání s jinými jádry s 84 neutrony, ale menším počtem protonů, platí, že čím vyšší je protonové číslo, tím nižší je rychlost rozpadu. Což je překvapivé (PH: protože tato jádra mají oproti běžným izotopům přebytek protonů, přidávání dalších protonů by mělo stabilitu dále snižovat). Autoři studie tento vztah interpretují tak, že přitom protony „odkapávají“ a slupka (vrstva) 82 neutronů se samostatně uzavírá. Zvýšenou stabilitu při uzavření vrstvy 82 neutronů lze přičíst rostoucí blízkosti k dvojnásobně magickému jádru olova-164, které by mohlo být stabilním jádrem s 82 protony a 82 neutrony…
H. B. Yang et al, Discovery of New Isotopes Os160 and W156 : Revealing Enhanced Stability of the N=82 Shell Closure on the Neutron-Deficient Side, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.072502
