Ученые впервые создали кислород-28 — редкий изотоп кислорода, у которого на 12 нейтронов больше, чем у кислорода-16, наиболее распространенной формы кислорода на планете. Этот недавно созданный «тяжелый» изотоп кислорода имеет самое большое количество нейтронов, когда-либо встречавшихся в атоме кислорода. По идее, он должен быть очень стабильным и прослужить почти вечно. Но все оказалось не так.
Кислород−28 деградировал с удивительной скоростью. Это открытие вызывает сомнения в понимании силы, которая связывает фундаментальные частицы вещества, такие как протоны и нейтроны, для образования более крупных частиц в ядре атома, сообщает Livescience.
Чтобы создать кислород-28, команда под руководством исследователей из Токийского технологического института направила луч фтора-29 — изотопа, имеющего девять протонов, — на мишень из жидкого водорода на заводе Riken RI Beam Factory в Вако, Япония. При ударе и водород, и фтор-29 потеряли протон, что привело к созданию совершенно новой молекулы кислорода-28.
Согласно теории физики элементарных частиц, частицы должны быть стабильными, если оболочки в ядре атома заполнены определенным количеством протонов и нейтронов, которые известны как «магические» числа. Кислород-28 содержит 20 нейтронов и восемь протонов, оба из которых являются магическими числами. Это позволяет предположить, что молекула должна быть в высшей степени стабильной или вдвойне магической.
Но в ходе эксперимента молекула кислорода-28 распалась за зептосекунду, или триллионную миллиардную долю секунды. Фактически его присутствие было подтверждено только продуктами его распада — кислородом-24 и четырьмя нейтронами.
Хотя эксперимент еще не был повторен, результаты этого исследования показывают, что текущий список магических чисел не дает полной информации о том, стабильны ли молекулы. К тому же, еще в 2009 году ученые показали, что изотоп кислорода-24 вел себя так, как если бы он был вдвойне магическим, даже несмотря на то, что у него не было магического числа протонов и нейтронов.
По словам Майкла Теннессена, профессора физики Мичиганского государственного университета и соавтора исследования, новое исследование проложит путь к будущим научным работам, которые могут дать больше информации о загадочных силах, склеивающих частицы в ядре атома. «Мы до сих пор не до конца знаем, что связывает нейтроны и протоны вместе при образовании ядра», — сказал он.
Между тем ученые из Сиднейского университета использовали квантовый компьютер, чтобы замедлить и непосредственно наблюдать за ключевым процессом химической реакции, раскрывая детали, ранее невидимые.
Законы физики призваны помочь понять устройство нашего мира, но хорошо знающие их люди могут все только еще больше запутать. Без использования магии (и фотошопа) можно сделать много такого, что выходит далеко за рамки привычного:
