日本の科学者チームは、原子がどのように作用するかについて私たちが知っていることに疑問を投げかける新しい発見で私たちを驚かせることができました。いくつかの原子を互いに衝突させた後、その結果、酸素 28 として知られる酸素同位体は、研究者が予想した挙動に従いませんでした。
同位体の安定な反応であると考えられていたものは、まったく逆であることが判明しました。 つまり、原子の知識の「確実性」に反する不安定性でした。
魔法の数字
この物語の核心は、原子核を支配する「魔法の数」を理解するという課題です。それぞれの原子が、陽子と中性子と呼ばれる独自の亜原子惑星を持つ小さな宇宙であると想像してください。
陽子の数は原子にそのアイデンティティを与えるものであり、これによって、たとえば酸素を8 つの陽子で認識できるようになります。ただし、中性子は変化する可能性があり、同位体として知られる同じ元素の異なる形態が生成されます。
ここで問題の核心となるのは、いわゆる「マジックナンバー」です。 内の陽子と中性子が層を占めていることを想像してください。これらの層が完全に満たされると、原子は非常に安定になります。これらの魔法の数には、2、8、20、28、50、82、および 126 の粒子が含まれます。陽子と中性子の両方が魔法数にある場合、原子は「二重魔法」とみなされ、したがってはるかに安定します。
地球上で最も一般的な種類の酸素である酸素 16 は、8 個の陽子と 8 個の中性子で構成されているため、二重の魔法の原子の一例です。陽子 8 個と中性子 20 個を含む酸素 28 も二重に魔法であると期待されていました。しかし、その急速な崩壊は科学者たちを当惑させた。
量子の驚き
科学者たちは、興味深いプロセスを使用して酸素 27 と酸素 28 を生成する方法をすでに知っていました。彼らはカルシウム48と呼ばれる元素から始めて、それをベリリウム板に衝突させ、より軽い原子を生成しました。次に、得られた原子からフッ素 29 を単離し、それを液体水素と衝突させ、陽子を除去して酸素 28 を生成しました。しかし、大きな驚きは、酸素 28 が急速に崩壊し、 核物理学の基本前提の 1 つが疑問視されたときに起こりました。
この謎は、同様に中性子層の閉鎖を妨げるネオン、ナトリウム、マグネシウムなどの他の元素にも及びます。この奇妙な魔法の数の不遵守は、重大な疑問を引き起こしました。20 は本当に中性子にとっての魔法の数なのでしょうか?
答えの探求は続いており、科学者たちは、より高いエネルギー状態にある原子核を観察することで手がかりが得られるかもしれないと信じている。結局のところ、素粒子の挙動に関しては、自然には常に驚きが用意されています。