[新闻] 发现新质子幻数,揭示原子核稳定性新规则

楼主: epiphyte (Dancing shoes)   2025-07-20 16:22:58
1.媒体来源:
科技新报
2.记者署名:
作者 Emma stein
3.完整新闻标题:
发现新质子幻数,揭示原子核稳定性新规则
4.完整新闻内文:
核物理学中,幻数代表能使原子核更稳定的特定质子数或中子数,目前已确认的幻数有
7 个。最近,物理学家在测量一种不稳定的硅同位素“硅-22”质量后发现新质子幻数 14
,为核结构提供关键见解,也揭示原子核稳定性新规则,对研究宇宙元素形成及核力理论
具重要意义。
原子核由质子和中子组成,当质子数或中子数为特定幻数(Magic Number):2、8、20、
28、50、82、126,由于核子以集体形式填满某个能阶,不易向更高能阶跃迁,导致原子
核展现更高稳定性;幻数的存在也是核壳层模型重要证据,证明核子(质子、中子)具有
类似电子的壳层结构。
自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素,质子数分别与 2、8、20、28、50、82
幻数相对应,因此这些元素都具多个稳定天然同位素,锡更是拥有最多稳定同位素的元素

近年来,对奇异原子核的研究已确定新中子幻数 14、16、32、34,比如氧-22 同位素(
14 个中子和 8 个质子)的中子数就具幻数特性,但新的质子幻数仍然很少见。
基于核镜像对称理论,物理学家预测氧-22 的镜像同位素硅-22(8 个中子和 14 个质子
),其质子数 14 应该也是幻数,然而硅-22 产量低且半衰期短,无论制造还是测量都极
具挑战性,因此理论迄今未能验证。
直到最近,中国科学院现代物理学研究所(IMP)团队使用改进的质谱技术,成功测量硅
-22 基态质量,借此计算硅-22 的质子配对能,并将其与氧-22 中子配对能进行比较,从
而揭示新的质子幻数 14。
研究还发现与氧-22 的中子分布相比,硅-22 的质子空间分布更加分散,表现出轻微对称
性破缺(Symmetry breaking)。
这些发现不仅可深入了解宇宙元素如何形成,还可以增强理解结合原子核的作用力。
新论文发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)。
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https://technews.tw/2025/07/18/magic-number-silicon-22-proton-atomic-nuclei/
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