Badania w tej sprawie prowadzili naukowcy z Tokijskiego Instytutu Technologii, którzy piszą o swoich dokonaniach na łamach Nature. Jak wyjaśniają, pomimo oczekiwanej stabilności nowo zidentyfikowanego izotopu, w rzeczywistości cechuje się on zaskakująco szybkim rozpadem.
Czytaj też: Ten gaz jest znacznie gorszy od dwutlenku węgla. Naukowcy mają sposób na jego wykorzystanie
Tlen posiada 8 protonów, ale liczba neutronów występujących w jego jądrze atomowym może się różnić. W ten sposób można wyszczególnić izotopy tego pierwiastka. Dotychczas izotopem tlenu o rekordowo wysokiej liczbie neutronów był tlen-26. Poza 8 protonami występuje w nim 18 neutronów. Z kolei nowy rekordzista (a w zasadzie rekordziści) posiada 20 neutronów. Co ciekawe, wcześniejszy rekord został pobity nie raz, lecz dwa, ponieważ japońscy badacze zidentyfikowali dwa izotopy: tlen-27 i tlen-28. Jądro atomowe w pierwszym przypadku składa się z 19 neutronów, a w drugim – z 20.
Naukowcom z Japonii udało się stworzyć dwie nieznane do tej pory formy tlenu. Są to izotopy w postaci tlenu-27 i tlenu-28
Na potrzeby eksperymentów członkowie zespołu badawczego skorzystali z akceleratora cyklotronowego RIKEN Radioactive Isotope Beam Factory. Do stworzenia izotopów posłużyła im wiązka wapnia-48 wycelowana w tarczę berylową. Tak pojawił się między innymi fluor-29, czyli izotop fluoru złożony z 9 protonów i 20 neutronów. Kolejny etap badań polegał na trafieniu fluorem-29 w tarczę wykonaną z ciekłego wodoru. W teorii powinno to doprowadzić do wybicia protonu i utworzenia tlenu-28.
W ten sposób powstały tlen-27 i tlen-28, lecz naukowcy zdziwili się, ponieważ izotopy te okazały się zaskakująco niestabilne. Praktycznie w mgnieniu oka rozpadały się na na tlen-24 oraz 3 lub 4 luźne neutrony. Taki obrót spraw jest szczególnie zadziwiający w odniesieniu do tlenu-28, ponieważ w fizyce jądrowej liczbę protonów i neutronów wynoszącą odpowiednio 8 i 20 uznaje się za wyjątkową i powiązaną ze stabilnością takiego izotopu.
Czytaj też: Slow motion, jakiego świat jeszcze nie widział. To urządzenie zrobiło coś niesamowitego z reakcją chemiczną
Jedno z wyjaśnień zaobserwowanego fenomenu sugeruje, jakoby powłoka neutronowa nie została wypełniona, co podważałoby założenia, w myśl których 20 byłoby wyjątkową liczbą dla neutronów. Byłoby to zgodne z obserwacjami zachowania izotopów neonu, sodu i magnezu. Ich powłoki, pomimo obecności 20 neutronów, nie zamykają się. Podobny fenomen uwieczniono w przypadku fluoru-29, a teraz najprawdopodobniej także i tlenu-28.
