Un nuovo isotopo dell’ossigeno sconcerta i fisici

Scienziati giapponesi e americani notarono per la prima volta una nuova molecola di ossigeno finora sconosciuta. su di lui Ossigeno -28È uno degli isotopi dell’elemento con il maggior numero di neutroni in un atomo mai scoperto. Data la sua composizione, ci si aspettava che fosse stabile, ma il risultato si è ritorto contro.

Un isotopo è una versione alternativa di un elemento chimico che differisce nella sua massa atomica. Trova la differenza tra la molecola regolare dell’elemento e il suo isotopo Il numero di neutroni Contiene il chicco di mais. Gli isotopi vengono creati da processi naturali che si verificano nell’universo, come le reazioni nucleari all’interno delle stelle o la collisione di molecole. Quindi, i ricercatori iniziano a studiarlo e a dare uno sguardo alle circostanze a cui è stato sottoposto l’argomento o alla storia della sua epoca, per esempio.

Gli scienziati dedicano parte della loro ricerca anche alla creazione di isotopi rari che hanno vita breve (instabili) e presentano gravi squilibri tra il numero di neutroni e di protoni all’interno di un atomo. La produzione di isotopi insoliti attraverso acceleratori di particelle consente ai fisici di testare teorie sulla struttura nucleare degli elementi, trovare limiti alla loro composizione e trovare nuovi modi per utilizzarli. Il consolidamento dell’ossigeno-28 è uno di questi casi.

L’ossigeno che respiriamo contiene otto neutroni e protoni distribuiti uniformemente all’interno del nucleo atomico. Gli esperti del Tokyo Institute of Technology, in collaborazione con l’impianto di fasci di radioisotopi RIKEN, sono riusciti ad arricchire l’atomo di ossigeno con altri 20 neutroni. Il raggiungimento richiede un complesso processo di collisioni tra altri elementi e isotopi.

Secondo l’articolo pubblicato su naturaIl nuovo isotopo è stato ottenuto cuocendo il calcio-48 su un corpo di berillio. Da questa collisione furono liberati atomi più leggeri, tra cui il fluoruro 29. Gli scienziati presero l’isotopo del fluoruro per lanciarlo contro l’idrogeno liquido. Così rimossero un protone dall’elemento e vi incorporarono l’ossigeno-28. Il prodotto era instabile e si decomponeva rapidamente in ossigeno 24.

I numeri magici dicono “stabilità” e l’ossigeno 28 dice qualcos’altro

L’instabilità di questa versione dell’ossigeno ha sorpreso i fisici responsabili di questo processo. Secondo l’attuale teoria nucleare, 28 neutroni sono una quantità che dovrebbe essere stabile e con meno probabilità di decadere. 28, 2, 8, 20, 50, 82 e 126 sono “numeri magici”, un concetto coniato dal fisico nucleare Eugene Wigner negli anni ’30 che descrive il numero di nucleoni necessari per completare determinati livelli energetici negli atomi. Qualsiasi isotopo contenente così tanti neutroni non dovrebbe disperdersi, perché sono legati insieme dalla forza nucleare forte, una delle quattro forze fondamentali dell’universo. Tuttavia, Oxygen 28 ha fatto proprio questo, e molto rapidamente. I teorici non sanno ancora esattamente perché ciò avvenga, ma hanno le loro teorie.

“La conclusione principale da un punto di vista sperimentale è che hanno scoperto che questo nucleo era appena connesso. Quindi, non è legato alle particelle. Al di fuori della linea di gocciolamento dei neutroni, non può trattenere i neutroni abbastanza a lungo da formare una configurazione stabile “, ha detto Gott Hagen, uno scienziato del Massachusetts Institute of Technology. Ma è appena al di sopra di quella che chiamiamo soglia per la formazione di un nucleo associato.” Laboratorio nazionale di Oak Ridge, Responsabile della modellazione computerizzata dell’esperimento.

Secondo i ricercatori, dato lo studio del comportamento dei nucleoni (protoni e neutroni) e la conoscenza dei confini della mappa nucleare, l’approccio tradizionale del modello stratificato non sembra essere applicabile. Pertanto, continueranno a sperimentare isotopi rari che mettono in discussione le loro conoscenze.