Forskere syntetiserer to nye isotoper, osmium-160 og wolfram-156

Forskere ved Institut for Moderne Fysik (IMP) under det kinesiske videnskabsakademi (CAS) og deres samarbejdspartnere har syntetiseret to nye isotoper – osmium-160 og wolfram-156 – som kaster nyt lys over nukleare strukturer og antyder, at bly-164 kunne være en dobbelt magisk kerne med øget stabilitet.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Physical Review Letters og fremhævet som et redaktørforslag.

"Magiske tal" af protoner og neutroner kan gøre en atomkerne særlig stabil. De traditionelle magiske tal omfatter 8, 20, 28, 50, 82 og 126. I tidligere undersøgelser har forskere opdaget forsvinden af ​​traditionelle magiske tal og fremkomsten af ​​nye magiske tal på den neutronrige side af diagrammet over nuklider.

Vil andre traditionelle magiske tal forsvinde i det ekstremt neutronmangelfulde nukleare område? Yderligere udforskning er nødvendig for at berige og udvikle nukleare teorier og for at uddybe vores forståelse af nukleare kræfter.

I denne undersøgelse udførte forskere eksperimentet ved den gasfyldte rekylseparator, Spectrometer for Heavy Atoms and Nuclear Structure (SHANS), ved Heavy Ion Research Facility i Lanzhou (HIRFL), Kina.

Ved hjælp af fusionsfordampningsreaktionen syntetiserede forskere osmium-160 og wolfram-156 for første gang. De målte α-partikelenergien og halveringstiden for osmium-160, som er en α-emitterende isotop. Derudover fastslog de, at datterkernen, wolfram-156, er en β+ emitter med en halveringstid på 291 ms.

Med de nyligt målte α-henfaldsdata udledte forskere α-henfalds reduceret bredde for osmium-160 og sammenlignede det med dem fra andre kerner med 84 neutroner, men færre protoner, og de fandt en overraskende tendens:Jo højere protontal, jo lavere henfaldshastigheden.

"Denne tendens tolkes som bevis for styrkelsen af ​​82-neutronskal-lukningen mod proton-dryplinjen, hvilket understøttes af stigningen af ​​neutron-skal-gabet forudsagt i teoretiske modeller," sagde Dr. Yang Huabin fra IMP, den første forfatter til papiret.

Desuden foreslog forskere, at den forbedrede stabilitet af 82-neutron-skallukning kan tilskrives den stigende nærhed til den dobbeltmagiske kerne bly-164, som kan være en stabil kerne med 82 protoner og 82 neutroner. Selvom bly-164 forudsiges ud over proton-dryplinjen, har den forbedrede skaleffekt potentiale til at gøre den til en bundet eller kvasibundet kerne.

Flere oplysninger: H. B. Yang et al., Opdagelse af nye isotoper Os160 og W156:Afsløring af forbedret stabilitet af N=82-skallukningen på den neutrondeficiente side, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.072502

Leveret af Chinese Academy of Sciences