Forskare vid Institute of Modern Physics (IMP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) och deras medarbetare har syntetiserat två nya isotoper – osmium-160 och volfram-156 – som kastar nytt ljus över kärnstrukturer och antyder att bly-164 skulle kunna vara en dubbelt magisk kärna med ökad stabilitet.
Studien publicerades i Physical Review Letters och markeras som ett redaktörsförslag.
"Magiska tal" av protoner och neutroner kan göra en atomkärna särskilt stabil. De traditionella magiska siffrorna inkluderar 8, 20, 28, 50, 82 och 126. I tidigare studier upptäckte forskare att traditionella magiska siffror försvann och uppkomsten av nya magiska tal på den neutronrika sidan av kartan över nuklider.
Kommer andra traditionella magiska tal att försvinna i den extremt neutronbristiga kärnkraftsregionen? Ytterligare utforskning behövs för att berika och utveckla kärntekniska teorier och för att fördjupa vår förståelse av kärnkrafter.
I denna studie genomförde forskare experimentet vid den gasfyllda rekylseparatorn, Spectrometer for Heavy Atoms and Nuclear Structure (SHANS), vid Heavy Ion Research Facility i Lanzhou (HIRFL), Kina.
Med hjälp av fusionsförångningsreaktionen syntetiserade forskare osmium-160 och volfram-156 för första gången. De mätte α-partikelenergin och halveringstiden för osmium-160, som är en α-emitterande isotop. Dessutom fastställde de att dotterkärnan, volfram-156, är en β+-sändare med en halveringstid på 291 ms.
Med de nyligen uppmätta α-sönderfallsdata härledde forskare α-sönderfall minskad bredd för osmium-160 och jämförde den med de från andra kärnor med 84 neutroner men färre protoner, och de fann en överraskande trend:Ju högre protonantal, desto lägre sönderfallshastigheten.
"Denna trend tolkas som bevis för förstärkningen av 82-neutronskalstängningen mot protondropplinjen, vilket stöds av ökningen av neutronskalsgap som förutspås i teoretiska modeller", säger Dr. Yang Huabin från IMP, den förste. författare till tidningen.
Dessutom föreslog forskare att den förbättrade stabiliteten av 82-neutronskalstängning kan tillskrivas den ökande närheten till den dubbelt magiska kärnan bly-164, som kan vara en stabil kärna med 82 protoner och 82 neutroner. Även om bly-164 förutsägs bortom protondropplinjen, har den förbättrade skaleffekten potential att göra den till en bunden eller kvasibunden kärna.
Mer information: H. B. Yang et al, Discovery of New Isotopes Os160 and W156:Revealing Enhanced Stability of the N=82 Shell Closure on the Neutron-Deficient Side, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.072502
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
