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物理:40Mgと42Alの発見は中性子のドリップラインがより重い同位体に向かう傾向を示す

Nature 449, 7165 doi: 10.1038/nature06213

核物理学における基本問題は、中性子と陽子のどのような組み合わせが原子核を作りうるかというものである。多数の中性子過剰エキゾチック同位体はいまだ発見されていない。決まった数の陽子が中性子を何個まで結合できるかという限界は、最も軽い元素群以外では知られていないが、これは、核内での単一粒子と集団的量子効果の間の微妙な相互作用による。この限界は中性子ドリップラインとして知られており、原子核の諸模型を評価する判定基準となる。本論文では、この限界を決める上での顕著な進展、すなわちドリップライン核であると予測された新しい2つの中性子過剰同位体、40Mgと42Alの発見について報告する。過去に行われた40Mgを観測しようとするいくつかの試みは失敗した。さらに、42Alの観測からは、中性子ドリップラインがこの質量領域では現在考えられているよりもずっと重い同位体の方に位置するという可能性が実験的に示されている。安定核では、引力として働くペアリング力が、陽子数と中性子数が偶数の同位体の安定性を高める。これに対して今回の結果は、ドリップライン上にある核が、対にならない陽子から安定性を得ることを示しており、この安定性により殻のシェルギャップが狭められて、さらに多くの中性子を束縛する機会が得られる。

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