Панорама

ВЕЛИКО НАУЧНО ОТКРИЋЕ: Откривена до сада непозната форма кисеоника

Предраг Стојковић

01. 09. 2023. у 00:23

НОВИ изотопи кисеоника, које су научници први пут приметили, пркосе очекивањима како би требало да се понашају. Реч је о изотопима кисеоник-27, а посебно кисеоник-28, који имају необично висок број неутрона у свом језгру.

ВЕЛИКО НАУЧНО ОТКРИЋЕ: Откривена до сада непозната форма кисеоника

Кисеоник-28 је посебно занимљива енигма за научнике. Док би конвенционалне научне претпоставке указивале на његову стабилност, тај се изотоп брзо распада, доводећи у питање оно што знамо о „чаробним“ бројевима који управљају атомским језгрима.

Језгра чине нуклеони, односно субатомске честице које обухватају протоне и неутроне. Иако атомски број елемента зависи од његовог броја протона, количине неутрона могу се разликовати, дајући различите изотопе. Кисеоник, сa 8 протона, тако може да има различите бројеве неутрона.

До сада је изотоп кисеоник-26 имао највећи број неутрона – 18, који су у комбинацији са осам протона давали укупно 26 нуклеона. Ипак, тим предвођен нуклеарним физичаром Јосукеом Кондом са јапанског Токијског института за технологију открио је два досад невиђена изотопа кисеоника: кисеоник-27 и кисеоник-28, који садрже 19 односно 20 неутрона. Истраживање тог тима објављено је у часопису „Нејчр“.

Истраживање је спроведено у фабрици снопа радиоактивних изотопа РИКЕН, намењеном стварању нестабилних изотопа. Процес је започео испаљивањем снопа изотопа калцијума-48 на мету од берилијума, што је резултирало лакшим атомима као што је флуор-29, односно изотоп флуора који садржи 9 протона и 20 неутрона. Накнадни судари с метом текућег водоника имали су за циљ да оголе један протон и произведу кисеоник-28.

Јапански научници су успели у томе, али не без изненађења. И кисеоник-27 и кисеоник-28 показали су пролазну нестабилност, распадајући се у кисеоник-24 заједно са три или четири слободна неутрона. Нестабилност кисеоника-28, упркос „магичним“ бројевима 8 и 20 за протоне и неутроне, пробудила је знатижељу научника.

„Магични“ бројеви кључни су у нуклеарној физици, означавајући количине нуклеона који довршавају љуску језгра. Свака љуска уводи значајан енергетски јаз у односу на претходну. Када и протонска и неутронска љуска имају те магичне бројеве, језгра је „двоструко чаробна“ и изразито стабилна.

Доминантна варијанта кисеоника на Земљи је кисеоник-16, који се налази у ваздуху и који се сматра „двоструко магичним“. Претпостављало се да ће кисеоник-28 бити следећи двоструко магични изотоп након кисеоника-16, иако су претходни покушаји да се он лоцира пропали.

Кондов рад представља објашњење за ту загонетку. Њихова открића сугеришу непотпуно испуњену неутронску љуску, што доводи у питање да је број 20 заиста „магичан“ за неутроне.

Ова појава је у занимљивој корелацији са појавом познатом као „острво инверзије“ у којој изотопи неона, натријума, магнезијума, а сада и кисеоника-28 са 20 неутрона имају љуске које нису затворене, преноси Сајенс алерт.

sputnikportal.rs

БОНУС ВИДЕО - У СТРОЈУ НАЈБОЉИХ: "Новости" на обуци нових припадника 72. бригаде за специјалне операције