Измерение массы ядра раскрывает для ученых новое магическое число протона

В ядерной физике термин «магические числа» относится к определённым значениям количества протонов или нейтронов в атомном ядре, обеспечивающим ему повышенную стабильность. Понимание этих чисел критически важно для изучения структуры атомного ядра.

Хотя магические числа для стабильных и долгоживущих изотопов хорошо известны, магические числа для экзотических, короткоживущих изотопов остаются менее изученными. Исследование этих редких изотопов позволяет ученым глубже проникнуть в «код строения» ядра в экстремальных условиях.

В рамках этой работы исследователи впервые с высокой точностью определили массу ядра кремния-22, чрезвычайно недолговечного и обедненного нейтронами. Обнаружено, что число протонов, равное 14, в кремнии-22 представляет собой ранее неизвестное магическое число.

В последние годы в исследованиях экзотических ядер, находящихся вдали от полосы стабильности (области на карте нуклидов, где встречаются стабильные изотопы), были выявлены новые магические числа нейтронов, такие как 14, 16, 32 и 34. Однако выявление новых магических чисел протонов в экспериментах по-прежнему является редким явлением.

Применяя усовершенствованную изохронную масс-спектрометрию с определением Bρ, ученые из IMP успешно измерили массу основного состояния кремния-22 на охлаждающем кольце Исследовательского центра тяжелых ионов в Ланьчжоу. Они также почти семикратно повысили точность измерения массы ранее исследованного кремния-23.

Полученные данные показывают, что кремний-22 имеет положительную энергию отрыва двух протонов, то есть не распадается спонтанно с испусканием двух протонов. Это подтверждает его статус ядра с границей протонной стабильности, не проявляющего двухпротонную радиоактивность, и разрешает давний вопрос в ядерной физике.

Используя вновь измеренное значение массы, группа ученых рассчитала энергию спаривания протонов в кремнии-22 и сопоставила её с энергией спаривания нейтронов в его зеркальном ядре, кислороде-22, обнаружив тем самым новое магическое число протонов, равное 14.

Это исследование расширяет наше понимание структуры экзотических ядер и открывает новые перспективы на природу нуклонных взаимодействий и существование крайне необычных ядер.

Обратите внимание: Всех водителей предупредили: с июля дорожная полиция начнёт лишать прав за эти нарушения