令人惊叹-科学家发现了全新的、令人困惑的氧气类型

小编:小编发布日期:2024-04-28浏览量:78

这是你见过最重的氧同位素,它的行为方式很奇怪:这是氧-28,最近在实验室里创造出的有机元素的两种新同位素之一。

东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)的近藤洋介(Yosuke Kondo)在周三发表在《自然》(Nature)杂志上的一篇文章中写道,她的科学家团队将一些元素置于“极端条件”下,形成了氧-28和另一种同位素氧-27,后者的体积略小。

这两种同位素都是氧的形式,氧的每个原子总是有8个质子——它的定义特征是元素周期表上的第8号元素。然而,一个元素原子可以有任意数量的中子而不改变它的化学性质。

此前,在氧原子核中观测到的中子数最多的是18个,这种同位素被称为氧-26,因为它内部也有8个质子。

为了促使新的氧同位素形成,近藤的研究小组使用了位于日本埼玉市的RIKEN放射性同位素束工厂。官员们向铍靶发射了一束钙-48同位素,以使原子核中有20个质子的钙碎片碎裂,并产生更轻的原子。其中产生了氟-29原子,它有9个质子和20个中子,在元素周期表上仅次于氧。

然后,研究人员将这个氟-29原子与一个原子核中有1个质子的液氢原子碰撞在一起,将氟原子切割成氧。实验成功了,他们用这种方法制造了两个不同的原子,一个有20个中子,一个有19个中子,分别是氧28和氧27。

虽然所有这些都是非常基本的粒子对撞机的东西,但接下来发生的事情让科学家们感到困惑,他们原以为氧-28是稳定的:根据论文,它会衰变,经历“自发中子发射”。

也就是说,它迅速释放了4个中子,变成了氧-24。氧27也迅速衰变,失去3个中子,变成氧24。

由于控制原子核中粒子“壳层”的数学关系,稳定性是预期的,其中8和20的倍数被认为是“神奇”的数字,因为它们通常具有很高的稳定性。近藤的团队预计氧-28是稳定的,因为它的同位素数是“双重神奇的”。

例如:我们在地球上呼吸的氧气的形式是氧-16,它是8的倍数,非常稳定——所以别担心,你的呼吸不会自动被带走!

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