世界最重氧同位素首次被观测到,将检验原子核结构理论模型

钙-48同位素光束轰击铍靶,经筛选、“剔除”质子,最终产生最重的氧同位素——氧-28。
世界上最重的氧同位素——氧-28第一次被找到。人们对它的研究,有望对原子核结构现代理论或模型进行严格的检验。
北京时间8月30日23时许,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)发表论文称,首次观测到极丰中子的氧同位素——氧-27、氧-28。
该论文的通讯作者是日本东京工业大学物理系助理教授近藤洋介(Yosuke Kondo)。来自日本、德国、法国、瑞典、荷兰、韩国、黎巴嫩等国家的人员组成了联合研究团队。
“他们利用世界上最强大的回旋加速器,完成了寻找氧-28这一具有挑战性的壮举。”加拿大圣玛丽大学物理学教授、加拿大粒子加速器中心科学家里图帕娜·卡农戈(Rituparna Kanungo)在其评论文章中称。
虽然人们预测过同位素氧-28的存在,但此前没有人观测到过这一衰变时间极短的同位素。人们之前认为氧-28原子核中的中子和质子具有很强的结合力。但现在的实验显示,它以非束缚状态存在。
在前述研究中,氧-27、氧-28是被人为制造出来的:他们将一束高强度的稳定的钙-48同位素光束激发到总能量约为160亿电子伏特,轰击一个旋转的铍靶。碰撞使钙-48分裂成更轻的原子核,其中大部分是寿命较短的稀有同位素。碎片飞过一个光谱仪,筛选出同位素氟-29。后者只比氧-28多一个质子。氟-29随后与液氢相撞,被“剔掉”一个质子,从而产生氧-28。
近藤洋介等人测量了实验中衰变产物的动量矢量,并利用这些结果推导出了氧-28的能谱,发现其能谱的峰值相当低,约为0.5兆电子伏特。而这一发现与之前所有的理论预测都不符。
根据实验中的观测和计算结果,研究人员推断,氧-27、氧-25都不可能是氧-28衰变产生的。而氧-28的衰变是按顺序进行的:先发射出两个中子,形成一个氧-26核,然后再发射出两个中子,形成束缚的氧-24核。
原子核被认为是由质子和中子组成的量子多体系统。从1911年物理学家卢瑟福提出原子有核,110多年来,人们没有停止对原子核结构的继续探究。

因对原子核和基本粒子理论所做的贡献,特别是对称性基本原理的发现和应用,1963年,美籍物理学家尤金·保罗·维格纳(左)被授予诺贝尔物理学奖;因在核壳结构方面的发现,当年,美籍物理学家玛丽亚·格佩特·迈耶(中)和德国海德堡大学教授约翰内斯·汉斯·丹尼尔·延森(右)也被授予了诺贝尔物理学奖。
诺贝尔奖官网发布的信息称,根据现代物理学,原子由核子(质子和中子)组成的原子核,以及分布在周围壳内的电子组成。1949年,美籍物理学家玛丽亚·格佩特·迈耶(Maria Goeppert Mayer)和德国海德堡大学教授约翰内斯·汉斯·丹尼尔·延森(Johannes Hans Daniel Jensen)开发了一个理论模型,在该模型中,核子分布在不同能级的壳层中。1963年,为了奖励玛丽亚·格佩特·梅耶尔和约翰内斯·汉斯·丹尼尔·延森对原子核壳结构的发现,他们被授予当年的诺贝尔物理学奖,并各自获得四分之一的奖金。
而将一个物理系统置于极端条件下,是为了更好地理解和深入洞察其组织和结构。就原子核而言,其中一种方法就是研究中子-质子比(N/Z)与稳定原子核中的中子-质子比截然不同的同位素。丰中子同位素,尤其是中子与质子比明显不同于稳定核的轻同位素,为原子核结构的现代理论模型提供了严格的检验。
同位素也是原子。质子数相同但中子数不同的原子互称同位素。它们的化学性质几乎相同,但质量不同,因此物理性质也不同。不稳定的同位素因为衰变、辐射,被称为放射性同位素。
氧有10多个已知同位素,其中只有3个是天然存在的、稳定的同位素——氧-16、氧-17、氧-18,其他的都具有放射性。
氧-16的含量最高,占我们呼吸的氧气中的绝大部分。它的原子核中有8个质子和8个中子。
而氧-28的原子核中有8个质子和20个中子。
研究人员认为,前述的发现提供的新见解,将加深我们对原子核,特别是极端丰中子原子核的结构的理解。此外,前述论文中使用的多中子衰变光谱技术,使得人们对多中子相关性的详细研究和对其他奇异系统的研究现在成为可能。
大家都在看
-
印度百姓怒了,耗资340亿造全球最高雕像,结果却是中国制造? “全球最高雕像”的风光还没晒够,就被一句“中国制造”扯下神坛——这才是印度“团结雕像”最戏剧的一幕。花了340亿卢比、号称彻底本土化,却在铜皮上栽了跟头,反对党和民众的质疑声随风飘满整个纳尔默达河谷。政 ... 世界最重12-25
-
印度民众炸锅了,砸340亿建全球最高像,竟然真是中国制造哇 2018年秋季,印度以一种独特的方式步入国际视野,10月31日,一座名为“团结雕像”的巨型雕像在印度古吉拉特邦的纳尔默达河畔揭幕,这座雕像高达182米,成为世界上最高的雕像,它打破多项纪录,很快成为印度的国家象 ... 世界最重12-25
-
咏世界上最重的树生水果——菠萝蜜 作者 梅园赏雪一树金黄枝上压润脂蜜韵藏宝匣傣家阿妹剖珠玉欲将清甜赠邻家今天,我在西双版纳观赏了世界上最重的树生水果——菠萝蜜。据豆包介绍,菠萝蜜是桑科波罗蜜属常绿乔木,又名牛肚子果、树波罗等 。树中央主 ... 世界最重12-21
-
西藏:拉鲁湿地获“世界海拔最高的城市天然湿地”世界纪录认证 12月20日,斑头雁飞翔在拉鲁湿地上空。12月20日,“世界海拔最高的城市天然湿地”WRCA世界纪录认证活动在拉鲁湿地国家级自然保护区举行。据悉,位于西藏拉萨市的国家级自然保护区拉鲁湿地平均海拔3645米,保护面积12 ... 世界最重12-21
-
不止是冠军!樊振东赢得赛场外最高赞誉,一张照片夺下世界级荣誉 德国摄影师镜头下,樊振东腾空跃起的瞬间像被按下了暂停键,那颗高速旋转的乒乓球在半空凝滞——这已不是体育比赛,而是一场力与美的空中芭蕾。中国乒乓球运动员樊振东,这个名字总是与金牌、冠军和世界第一相连。但 ... 世界最重12-18
-
10倍增长、全球最贵公司和近4亿用户:AI新时代的5个信号丨36氪年终总结① “透视图”栏目在年终特别策划了“36氪年度总结”系列,用数据透视2025全年趋势,以图片呈现今年商业世界中不可错过的要点。作者丨范亮2025年的AI进程呈现出一种罕见的清晰度:它不再是一项技术,不再是一条赛道,而 ... 世界最重12-18
-
从“世界最重”到最后背影:293.6公斤身躯的陨落 当吉尼斯世界纪录的光环褪去,剩下的是一场与体重、创伤、病痛交织的无声战役。62岁的保琳·波特,最终没能打赢。2016年,当保琳·波特以惊人的293.6公斤体重被载入《吉尼斯世界纪录大全》,成为“世界上最重的女性 ... 世界最重12-18
-
巨星身价破亿!盘点世界足坛身价最高的十位运动员! 1.亚马尔(巴塞罗那,2亿欧元)其财富主要来自薪资和场外商业代言。1️⃣薪资方面他2025年续约巴萨后,以“基本工资+绩效奖金”成为队内实际最高薪,其中基本工资1667万欧元/年,绩效奖金1042万欧元/年,总薪资在西 ... 世界最重12-17
-
32.8万亿元,胡润研究院称英伟达成为全球价值最高的公司 IT之家 12 月 16 日消息,胡润研究院今日发布《2025 胡润全球高质量企业 TOP1000》。得益于人工智能芯片和数据中心计算需求的激增,英伟达超越微软和苹果,成为全球价值最高的公司,价值 32.8 万亿元人民币,增长 49 ... 世界最重12-17
-
全球最高羽绒服蓬松度,10款全球知名户外品牌1000蓬羽绒服 1000 蓬羽绒能有多稀有?答案是一克顶两克钱,却依旧被顶级玩家抢着买,因为在静止环境下,它就是热量守门员。对比 800 蓬甚至最好的化纤棉,温差可瞬间拉开 3-5℃。 如果只把它当“贵”来看待,就低估了技术门槛。 ... 世界最重12-17
相关文章
- 全球最高羽绒服蓬松度,10款全球知名户外品牌1000蓬羽绒服
- 日本突放“金融原子弹”,国债飙至1999年最高,全球市场在咆哮!
- 德转列世界足坛身价前15:亚马尔、哈兰德、姆巴佩2亿并列第一
- 世界最重的摩托车,重量可达14吨,瞬间就能让汽车变成一坨废铁
- 全球仅20公斤!咖啡界的“爱马仕”,一杯1万元!网友:智商税
- 沙特挑战两千米世界第一高楼,比迪拜哈利法塔高一倍多
- 缅甸再次登上“全球榜单”!联合国拉响最高警报!
- 破万!世界最高海拔光热项目定日镜10000台定日镜下线
- 世界上最高的十座电视塔,看看你的城市有没有
- 军火大亨的死亡判决书:他用620万英镑炸出世界最高良知奖
- 世界上海拔最高的湖泊—纳木错
- 新世界之巅细节公布:沙特拟建2000米世界第一高塔,打造新型“垂直城市”
- 沙特:拟建2000米世界第一高塔
- 世界最高海拔!四川研发“追光神器”产量破10000
- 萨利巴身价上涨至9000万欧,成为世界上身价最高的后卫
- 实至名归!24岁萨利巴身价涨至9000万欧,为全球最贵中卫!
- 沙特拟建2000米高塔,有望成世界最高建筑
- 外网热议:韩国的荤菜比例95%全球最高!味精,海带属荤菜:
- 全球最贵独角兽?SpaceX估值剑指8000亿美元,计划2026年IPO
- 美卫生部长几近崩溃:若不改变现状,美国会是全球病的最重的国家
热门阅读
-
世界上最胖的人减掉500斤肉,皮肤下垂吓死人 07-13
-
世界上最重的螃蟹,塔斯马尼亚帝王蟹重达45公斤 07-13
-
世界上最胖的女人,体重达1400斤(图片) 07-13
-
世界上最重的牛重达2450斤,比一辆车都重 04-26
-
陨石排行,最大陨石重约60吨 04-26
-
世界上最大、最重直升机米-26到底有多强? 01-05
