Fisikawan menemukan dua hal baru

Para ilmuwan dari Institut Fisika Modern dan kolaboratornya telah menemukan dua isotop baru, osmium-160 dan tungsten-156, yang mengungkap potensi timbal-164 menjadi inti yang stabil dan dua kali ajaib. Terobosan ini meningkatkan pemahaman tentang stabilitas nuklir dan menantang pandangan tradisional tentang angka ajaib, sehingga menunjukkan sebuah langkah maju yang besar dalam fisika nuklir.

Para ilmuwan dari Institut Fisika Modern (IMP) di Akademi Ilmu Pengetahuan China (CAS) dan kolaboratornya telah menciptakan dua isotop baru – osmium-160 dan tungsten-156. Penemuan ini memberikan wawasan baru mengenai arsitektur inti atom dan menunjukkan bahwa timbal-164 dapat meningkatkan stabilitas sebagai inti yang berpotensi memiliki keajaiban ganda.

Studi ini dipublikasikan di Surat Tinjauan Fisik dan disorot sebagai saran editorial.

“Angka ajaib” proton dan neutron dapat membuat inti atom menjadi sangat stabil. Angka ajaib tradisional adalah 8, 20, 28, 50, 82, dan 126. Dalam penelitian sebelumnya, peneliti menemukan hilangnya angka ajaib tradisional dan munculnya angka ajaib baru di sisi peta nuklida yang kaya neutron.

Akankah angka-angka ajaib tradisional lainnya hilang di wilayah nuklir yang sangat kekurangan neutron? Penelitian lebih lanjut sangatlah penting untuk pengayaan dan pengembangan teori nuklir dan untuk memperdalam pemahaman kita tentang kekuatan nuklir.

Hasil dan temuan eksperimen

Dalam studi tersebut, peneliti melakukan percobaan pada Gas-Filled Recoil Separator-Spectrometer for Heavy Atoms and Nuclear Structure (SHANS), yang terletak di Fasilitas Penelitian Ion Berat di Lanzhou, Tiongkok.

Menggunakan reaksi penguapan fusi, para ilmuwan mensintesis osmium-160 dan tungsten-156 untuk pertama kalinya. Mereka mengukur energi partikel α dan waktu paruh osmium-160, sebuah isotop pemancar α. Sementara itu, mereka menemukan bahwa inti anak, tungsten-156, adalah penghasil β+ dengan waktu paruh 291 ms.

Dengan data peluruhan α yang baru diukur, para peneliti menyimpulkan pengurangan lebar peluruhan α untuk osmium-160 dan membandingkannya dengan inti lain yang memiliki 84 neutron tetapi jumlah protonnya lebih sedikit. Mereka menemukan tren yang mengejutkan: Semakin tinggi jumlah proton, semakin rendah tingkat peluruhannya.

Implikasi terhadap teori dan stabilitas nuklir

“Tren ini ditafsirkan sebagai bukti menguatnya pengekangan kulit 82-neutron terhadap garis jatuhan proton, yang didukung oleh peningkatan kesenjangan kulit neutron yang diprediksi dalam model teoritis,” kata Dr. Yang Huabin dari IMP, penulis pertama postingan ini.

Selain itu, para peneliti berpendapat bahwa peningkatan stabilitas penutupan cangkang 82-neutron dapat dikaitkan dengan semakin dekat dengan inti ajaib ganda timbal-164, yang mungkin merupakan inti stabil dengan 82 proton dan 82 neutron. Meskipun Pb-164 diperkirakan berada di belakang garis jatuh proton, peningkatan efek cangkang berpotensi menjadikannya inti terikat atau kuasi-terikat.

Tautan: “Penemuan isotop baru 160Os dan 156W: Mengungkap peningkatan stabilitas tutup N=82 di sisi yang kekurangan neutron” pada 15 Februari 2024, Physical Review Letters.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.072502

Penelitian ini dilakukan bekerja sama dengan Universitas Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, Laboratorium Sains dan Teknologi Energi Lanjutan Guangdong, Universitas Shandong, Universitas Sun Yat-sen, Universitas Normal Guangxi, Universitas Tongji, dan Institut Fisika Teoritis CAS.