News & Views

28Oの初観測で示された魔法性の消失

酸素の最も重い同位体28Oは、中性子と陽子が原子核内に強く束縛された「二重魔法数核」だと考えられてきた。今回、この同位体が非束縛状態で存在することが観測によって明らかになり、その魔法性に疑問が投げ掛けられている。

宇宙の目に見える全ての物質は原子で構成されており、原子は中心にある原子核とその周りを回る電子からなる。原子核はさらに、陽子と中性子で構成されており、これらは異なるエネルギーを持つ複数の軌道（殻）を占有している1,2。陽子や中性子が1つの殻を完全に満たし、その殻が大きなエネルギーギャップによって次の殻から隔てられていると、原子核は陽子や中性子を極めて強く束縛した状態となり、安定な性質を示す。このときの陽子や中性子の数は「魔法数」と呼ばれ、陽子数と中性子数が共に魔法数の原子核は「二重魔法数核」と呼ばれる。8個の陽子と20個の中性子を持つ酸素（O）の同位体「酸素28（28O）」は、長く二重魔法数核の候補と考えられてきたが、これまでは観測が難しかった。そんな中、東京工業大学の近藤洋介（こんどう・ようすけ）をはじめとする国際共同研究チーム3はこのたび、複数の最先端技術を集結させることで28Oの初観測に成功し、この同位体がほんの一瞬しか存在せず、すぐに束縛核である酸素24（24O）と4個の中性子に崩壊することをNature 2023年8月31日号965ページで報告した。観測された非束縛状態は「共鳴」として知られるもので、今回の結果は、中性子が非常に過剰な原子核において20が本当に中性子の魔法数なのか、疑問を投げ掛けている。

全文を読むには購読する必要があります。既に購読されている方は下記よりログインしてください。

パスワードを忘れた...

翻訳：藤野正美

Nature ダイジェスト Vol. 20 No. 12

DOI: 10.1038/ndigest.2023.231247

原文

Heaviest oxygen isotope is found to be unbound
  • Nature (2023-08-31) | DOI: 10.1038/d41586-023-02485-w
  • Rituparna Kanungo
  • セント・メアリーズ大学（カナダ）に所属。

参考文献

  1. Goeppert Mayer, M. Phys. Rev. 78, 16 (1950).
  2. Haxel, O., Jensen, J. H. D. & Suess, H. E. Phys. Rev. 75, 1766 (1949).
  3. Kondo, Y. et al. Nature 620, 965–970 (2023).
  4. Sakurai, H. et al. Phys. Lett. B 448, 180–184 (1999).
  5. Hoffman, C. R. et al. Phys. Lett. B 672, 17–21 (2009).
  6. Kanungo, R. et al. Phys. Rev. Lett. 102, 152501 (2009).
  7. Motobayashi, T. et al. Phys. Lett. B 346, 9–14 (1995).
  8. Otsuka, T., Gade, A., Sorlin, O., Suzuki, T. & Utsuno, Y. Rev. Mod. Phys. 92, 015002 (2020).
  9. Bagchi, S. et al. Phys. Rev. Lett. 124, 222504 (2020).
  10. Revel, A. et al. Phys. Rev. Lett. 124, 152502 (2020).
  11. Caurier, E., Nowacki, F. & Poves, A. Phys. Rev. C 90, 014302 (2014).
  12. Obertelli, A. et al. Eur. Phys. J. A 50, 8 (2014).
  13. Boretzky, K. et al. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 1014, 165701 (2021).
  14. Kobayashi, T. et al. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 317, 294–304 (2013).
  15. Hoffman, C. R. et al. Phys. Rev. Lett. 100, 152502 (2008).
  16. Kondo, Y. et al. Phys. Rev. Lett. 116, 102503 (2016).