首次检测到氧28和核结构标准壳模型   

日本研究人员首次探测到了氧-28（^{28O ），即氧的最重稀有同位素。出乎意料的是，尽管它符合}核稳定性的“幻数”标准，但研究发现它寿命很短且不稳定。

氧有许多同位素；所有同位素的原子核中都含有8个质子（Z），但中子数（N）不同。稳定的同位素是^¹⁶ O、^¹⁷ O和^¹⁸ O，它们的原子核中分别含有8个、9个和10个中子。在这三种稳定的同位素中，^¹⁶ O含量最为丰富，约占自然界中所有氧的99.74%。

最近发现的氧^-28同位素有8个质子（Z=8）和20个中子（N=20）。由于它满足质子数和中子数都符合“幻数”（双幻数）的要求，因此人们曾预期它是稳定的，但研究发现它的寿命很短，衰变很快。

是什么使原子核稳定？ 带正电的质子和中子如何在原子核中结合在一起？  

在标准的核结构壳模型中，质子和中子被认为占据特定的壳层。每个“壳层”所能容纳的核子（质子或中子）数量存在一个上限。当“壳层”被特定数量的质子或中子完全填充时，原子核结构紧凑且更加稳定。这些“特定数量”被称为“幻数”。

目前，2、8、20、28、50、82 和 126 通常被认为是“神奇”数字。 

当原子核中的质子数 (Z) 和中子数 (N) 都等于“幻数”时，就被认为是“双幻数”，它与稳定的核结构相关。例如，氧^-16（¹⁶O）是氧最稳定、丰度最高的同位素，其质子数 Z=8，中子数 N=8，均为“幻数”，属于双幻数。类似地，最近发现的同位素氧^-28（²⁸O）的质子数 Z=8，中子数 N=20，均为幻数。因此，人们原本预期氧-28是稳定的，但实验发现它不稳定且寿命很短（尽管这一实验结果尚需在其他条件下的重复实验中得到验证）。

早些时候，32被认为是新的神奇中子数，但在钾同位素中并未被发现是神奇数。 

核结构的标准壳模型，即目前解释原子核结构方式的理论，似乎至少在 28O 同位素的情况下是不够^的。

核子（质子和中子）通过强大的核力在原子核中结合在一起。 对核稳定性以及元素如何形成的理解取决于对这种基本力的更好理解。  

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参考文献：  

1. 东京工业大学。 研究新闻 – 探索轻中子富核：首次观察到 Oxygen-28。 发布日期：31 年 2023 月 XNUMX 日。可在 https://www.titech.ac.jp/english/news/2023/067383  

2. Kondo, Y.、Achouri, NL、Falou, HA et al. 第一次观察 ²⁸O. 自然 620，965–970（2023）。 https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6 

3. 美国能源部 2021 年。新闻 – 中子数 32 的魔力消失了。可在 https://www.energy.gov/science/np/articles/magic-gone-neutron-number-32  

4. 科索鲁斯，Á.，杨XF，江，WG et al. 奇异钾同位素的电荷半径挑战核理论和神奇的特性 N = 32。 纳特 物理 17，439–443（2021）。 https://doi.org/10.1038/s41567-020-01136-5 

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