ஆக்ஸிஜன் 28 இன் முதல் கண்டறிதல் & அணுக்கரு கட்டமைப்பின் நிலையான ஷெல் மாதிரி   

ஆக்ஸிஜன்-28 (²⁸O), ஜப்பானிய ஆராய்ச்சியாளர்களால் முதன்முறையாக ஆக்ஸிஜனின் கனமான அரிய ஐசோடோப்பு கண்டறியப்பட்டுள்ளது. "மேஜிக்" எண் அளவுகோல்களை பூர்த்தி செய்த போதிலும் எதிர்பாராத விதமாக இது குறுகிய கால மற்றும் நிலையற்றதாக கண்டறியப்பட்டது அணு ஸ்திரத்தன்மை.  

ஆக்ஸிஜன் பல ஐசோடோப்புகள் உள்ளன; அனைத்து அணுக்களிலும் 8 புரோட்டான்கள் (Z) உள்ளன, ஆனால் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையில் (N) வேறுபடுகின்றன. நிலையான ஐசோடோப்புகள் ஆகும் ¹⁶O, ¹⁷ஓ மற்றும் ¹⁸O அவற்றின் கருக்களில் முறையே 8, 9 மற்றும் 10 நியூட்ரான்கள் உள்ளன. மூன்று நிலையான ஐசோடோப்புகளில், ¹⁶இயற்கையில் காணப்படும் அனைத்து ஆக்சிஜனில் 99.74% ஓ மிக அதிகமாக உள்ளது. 

சமீபத்தில் கண்டறியப்பட்டது ²⁸O ஐசோடோப்பில் 8 புரோட்டான்கள் (Z=8) மற்றும் 20 நியூட்ரான்கள் (N=20) உள்ளன. புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் (இரட்டிப்பு மந்திரம்) ஆகிய இரண்டிற்கும் "மேஜிக்" எண்ணின் தேவையைப் பூர்த்தி செய்வதால் இது நிலையானதாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்பட்டது, ஆனால் அது குறுகிய காலம் மற்றும் விரைவில் சிதைந்துவிடும்.  

அணுவின் உட்கருவை நிலையானதாக ஆக்குவது எது? அணுக்கருவில் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் எவ்வாறு ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன?  

நிலையான ஷெல் மாதிரியின் கீழ் அணு அமைப்பு, புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் ஷெல்களை ஆக்கிரமிப்பதாக கருதப்படுகிறது. கொடுக்கப்பட்ட "ஷெல்" க்கு இடமளிக்கக்கூடிய நியூக்ளியோன்களின் (புரோட்டான்கள் அல்லது நியூக்ளியோன்கள்) உகந்த எண்ணிக்கையில் வரம்பு உள்ளது. புரோட்டான்கள் அல்லது நியூட்ரான்களின் "குறிப்பிட்ட எண்களால்" "ஷெல்கள்" முழுமையாக நிரப்பப்படும்போது கருக்கள் கச்சிதமானவை மற்றும் மிகவும் நிலையானவை. இந்த "குறிப்பிட்ட எண்கள்" "மேஜிக்" எண்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.  

தற்போது, ​​2, 8, 20, 28, 50, 82 மற்றும் 126 ஆகியவை பொதுவாக "மேஜிக்" எண்களாகக் கருதப்படுகின்றன. 

ஒரு அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை (Z) மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை (N) ஆகிய இரண்டும் "மேஜிக்" எண்களுக்கு சமமாக இருக்கும் போது, ​​அது நிலையானதுடன் தொடர்புடைய "இரட்டை" மாயமாக கருதப்படுகிறது. அணு கட்டமைப்பு. உதாரணத்திற்கு, ¹⁶O, ஆக்சிஜனின் மிகவும் நிலையான மற்றும் மிகுதியான ஐசோடோப்பில் Z=8 மற்றும் N=8 உள்ளன, அவை "மேஜிக்" எண்கள் மற்றும் இரட்டிப்பு மந்திரத்தின் ஒரு வழக்கு. இதேபோல், சமீபத்தில் கண்டறியப்பட்ட ஐசோடோப்பு ²⁸O இல் Z=8 மற்றும் N=20 உள்ளன, அவை மேஜிக் எண்களாகும். எனவே, ஆக்சிஜன்-28 நிலையானதாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்பட்டது, ஆனால் ஒரு பரிசோதனையில் நிலையற்றதாகவும் குறுகிய காலத்துக்கும் இருப்பதாகக் கண்டறியப்பட்டது (இருப்பினும் இந்த சோதனைக் கண்டுபிடிப்பு மற்ற அமைப்புகளில் மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட்ட சோதனைகளில் சரிபார்க்கப்படவில்லை).  

முன்னதாக, 32 புதிய மாய நியூட்ரான் எண் என்று பரிந்துரைக்கப்பட்டது, ஆனால் பொட்டாசியத்தின் ஐசோடோப்புகளில் மேஜிக் எண் கண்டறியப்படவில்லை. 

நிலையான ஷெல் மாதிரி அணு கட்டமைப்பு, அணுக்கருக்கள் எவ்வாறு கட்டமைக்கப்படுகின்றன என்பதை விளக்கும் தற்போதைய கோட்பாடு குறைந்தபட்சம் ஒரு விஷயத்தில் போதுமானதாக இல்லை. ²⁸ஓ ஐசோடோப்பு.  

நியூக்ளியோன்கள் (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்) வலுவான அணுசக்தி மூலம் கருவில் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அணுசக்தி நிலைத்தன்மை மற்றும் கூறுகள் எவ்வாறு போலியாக உருவாக்கப்படுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வது இந்த அடிப்படை சக்தியைப் பற்றிய சிறந்த புரிதலை வளர்ப்பதில் உள்ளது.  

***

குறிப்புகள்:  

1. டோக்கியோ இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜி. ஆராய்ச்சி செய்தி – ஒளி நியூட்ரான் நிறைந்த அணுக்கருக்களை ஆராய்தல்: ஆக்ஸிஜன்-28 இன் முதல் அவதானிப்பு. வெளியிடப்பட்டது: ஆகஸ்ட் 31, 2023. கிடைக்கும் https://www.titech.ac.jp/english/news/2023/067383  

2. கோண்டோ, ஒய்., அச்சௌரி, என்எல், ஃபலோவ், எச்ஏ மற்றும் பலர். முதல் கவனிப்பு ²⁸O. இயற்கை 620, 965-970 (2023) https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6 

3. அமெரிக்க எரிசக்தி துறை 2021. செய்தி – நியூட்ரான் எண் 32க்கான மேஜிக் இஸ் கான். https://www.energy.gov/science/np/articles/magic-gone-neutron-number-32  

4. கோசோரஸ், ஏ., யாங், எக்ஸ்எஃப், ஜியாங், டபிள்யூஜி மற்றும் பலர். கவர்ச்சியான பொட்டாசியம் ஐசோடோப்புகளின் சார்ஜ் ஆரங்கள் அணுக் கோட்பாடு மற்றும் மாயத் தன்மைக்கு சவால் விடுகின்றன N = 32. நாட். இயற்பியல் 17, 439-443 (2021) https://doi.org/10.1038/s41567-020-01136-5 

***