Группа исследователей под руководством физика-ядерщика Йосуке Кондо из Токийского технологического института сумела синтезировать два необычных новых изотопа кислорода, а именно кислород-27 и кислород-28. Однако ученые были удивлены тем, что оба эти изотопа оказались крайне нестабильными и просуществовали всего лишь мгновение. Это событие вызывает серьезные вопросы о структуре сложных ядер химических элементов и подрывает установившееся представление о нуклонах, которые образуют ядра атомов.
У атомного кислорода всегда 8 протонов в ядре, но количество нейтронов может варьироваться, создавая разные изотопы. Нейтроны и протоны внутри атомных ядер называются нуклонами, и они могут группироваться аналогично «оболочкам». Эти оболочки представляют собой условные структуры, которые становятся стабильными и устойчивыми при определенном количестве нуклонов. Добавление дополнительных нейтронов может временно нарушить стабильность оболочки до тех пор, пока не будет достигнуто следующее стабильное состояние с более высокой энергией.
Такие числа, как 8 и 20, для протонов и нейтронов, считаются «магическими», так как они обеспечивают стабильность оболочек. Также существует концепция «двойной магии», когда объединение двух «магических» чисел создает стабильность. Например, наиболее распространенным изотопом кислорода на Земле является кислород-16, что означает дважды по восемь нуклонов. Согласно этой логике, ожидалось, что кислород-28 будет обладать стабильностью, но на практике оказалось наоборот.
В случае с кислородом-27 вопросов не возникло, однако кислород-28 стал вызывать затруднения у ученых. Йосуке Кондо предположил, что его оболочка осталась незакрытой, несмотря на «магическое» количество нуклонов. Этот феномен напоминает некоторые аспекты явления «острова инверсии», когда оболочки некоторых элементов, таких как натрий, неон и магний, не закрываются, несмотря на расчеты. Это может означать, что правила «магии» в данном случае либо не применимы, либо работают за пределами нашего понимания. Ученые надеются добиться состояния ядра с более высокой энергией, чтобы раскрыть новые тайны и ответить на возникшие вопросы.