Исследователи из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS) вместе со своими коллегами объявили об создании двух новых изотопов: осмия-160 и вольфрама-156. Это открытие представляет собой значимый вклад в понимание архитектуры атомных ядер и предполагает возможность повышенной стабильности свинца-164 как потенциально дважды магического ядра.
Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters и отмеченное как «Предложение редакции», обращает внимание на концепцию «магических чисел» протонов и нейтронов, которые придают атомному ядру особую стабильность. Среди традиционных магических чисел выделяются числа 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Предыдущие исследования указывали на исчезновение традиционных магических чисел и появление новых на нейтронно-богатой стороне нуклидной диаграммы.
Вопрос возникает: будут ли исчезать другие традиционные магические числа в ядерных регионах с высоким нейтронным дефицитом? Дальнейшие исследования в этой области играют важную роль в обогащении и развитии ядерных теорий, а также в углублении нашего понимания ядерных сил.
В рамках данного исследования ученые провели эксперимент на газонаполненном сепараторе-спектрометре тяжелых атомов и ядерной структуры (SHANS) в Центре исследования тяжелых ионов в Ланьчжоу, Китай. С использованием реакции термоядерного испарения они впервые синтезировали осмий-160 и вольфрам-156. Путем измерения энергии α-частиц и периода полураспада осмия-160, который является альфа-излучающим изотопом, исследователи также определили, что дочернее ядро, вольфрам-156, является бета-излучателем с периодом полураспада 291 мс.
Используя недавно полученные данные об альфа-распаде, исследователи смогли определить приведенную ширину альфа-распада осмия-160 и сравнить ее с другими ядрами, содержащими 84 нейтрона, но меньшим количеством протонов. Они обнаружили интересную тенденцию: чем больше количество протонов, тем медленнее скорость распада.
Согласно доктору Яну Хуабину из IMP, первому автору статьи, эта тенденция указывает на усиление замыкания 82-нейтронной оболочки в направлении к линии стекания протонов, что соответствует увеличению разрывов между нейтронными оболочками, предсказанным в теоретических моделях.
Более того, исследователи предположили, что повышенная стабильность замыкания оболочки из 82 нейтронов может быть объяснена приближением к дважды магическому ядру свинца-164, которое, хотя и находится за пределами линии стекания протонов, потенциально может быть стабильным ядром с 82 протонами и 82 нейтронами. Усиленный оболочечный эффект может сделать его связанным или квазисвязанным ядром.