ಆಮ್ಲಜನಕ 28 ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ರಚನೆಯ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಶೆಲ್-ಮಾದರಿಯ ಮೊದಲ ಪತ್ತೆ   

ಆಮ್ಲಜನಕ-28 (²⁸O), ಜಪಾನಿನ ಸಂಶೋಧಕರು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಭಾರವಾದ ಅಪರೂಪದ ಐಸೊಟೋಪ್ ಅನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಿದ್ದಾರೆ. "ಮ್ಯಾಜಿಕ್" ಸಂಖ್ಯೆಯ ಮಾನದಂಡಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಿದರೂ ಅನಿರೀಕ್ಷಿತವಾಗಿ ಇದು ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ ಮತ್ತು ಅಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ ಪರಮಾಣು ಸ್ಥಿರತೆ.  

ಆಮ್ಲಜನಕ ಅನೇಕ ಐಸೊಟೋಪ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ; ಎಲ್ಲಾ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ 8 ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು (Z) ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಆದರೆ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ (N) ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಸ್ಥಿರ ಐಸೊಟೋಪ್‌ಗಳು ¹⁶O, ¹⁷ಒ ಮತ್ತು ¹⁸ಅವುಗಳ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಮವಾಗಿ 8, 9 ಮತ್ತು 10 ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ O. ಮೂರು ಸ್ಥಿರ ಐಸೊಟೋಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ¹⁶ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಎಲ್ಲಾ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಸುಮಾರು 99.74% ರಷ್ಟನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ O ಅತ್ಯಂತ ಹೇರಳವಾಗಿದೆ. 

ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಪತ್ತೆಯಾಗಿದೆ ²⁸O ಐಸೊಟೋಪ್ 8 ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು (Z=8) ಮತ್ತು 20 ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ (N=20). ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳು (ಡಬಲ್ ಮ್ಯಾಜಿಕ್) ಎರಡಕ್ಕೂ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ "ಮ್ಯಾಜಿಕ್" ಸಂಖ್ಯೆಯ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಕಾರಣ ಇದು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ ಮತ್ತು ಶೀಘ್ರವಾಗಿ ಕೊಳೆಯುತ್ತದೆ.  

ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಅನ್ನು ಯಾವುದು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ? ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಹೇಗೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಇರುತ್ತವೆ?  

ಪ್ರಮಾಣಿತ ಶೆಲ್-ಮಾದರಿ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣು ರಚನೆ, ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಚಿಪ್ಪುಗಳನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೊಟ್ಟಿರುವ "ಶೆಲ್" ಅನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸಂಖ್ಯೆಯ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋನ್‌ಗಳ (ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋನ್‌ಗಳು) ಮೇಲೆ ಮಿತಿ ಇದೆ. "ಶೆಲ್‌ಗಳು" ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳ "ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂಖ್ಯೆಗಳಿಂದ" ತುಂಬಿದಾಗ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳು ಸಾಂದ್ರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಈ "ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು" "ಮ್ಯಾಜಿಕ್" ಸಂಖ್ಯೆಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.  

ಪ್ರಸ್ತುತ, 2, 8, 20, 28, 50, 82 ಮತ್ತು 126 ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ "ಮ್ಯಾಜಿಕ್" ಸಂಖ್ಯೆಗಳೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 

ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ (Z) ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ (N) ಎರಡೂ "ಮ್ಯಾಜಿಕ್" ಸಂಖ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಸಮಾನವಾದಾಗ, ಇದನ್ನು "ಡಬಲ್" ಮ್ಯಾಜಿಕ್ ಪ್ರಕರಣವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಸ್ಥಿರತೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಪರಮಾಣು ರಚನೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ¹⁶O, ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಹೇರಳವಾಗಿರುವ ಐಸೊಟೋಪ್ Z=8 ಮತ್ತು N=8 ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಅದು "ಮ್ಯಾಜಿಕ್" ಸಂಖ್ಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಡಬಲ್ ಮ್ಯಾಜಿಕ್ ಪ್ರಕರಣವಾಗಿದೆ. ಅಂತೆಯೇ, ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಪತ್ತೆಯಾದ ಐಸೊಟೋಪ್ ²⁸O Z=8 ಮತ್ತು N=20 ಮ್ಯಾಜಿಕ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಆಕ್ಸಿಜನ್-28 ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿತ್ತು ಆದರೆ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಅಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ಅಲ್ಪಾವಧಿಯದ್ದು ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ (ಆದರೂ ಇತರ ಸೆಟ್ಟಿಂಗ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಇನ್ನೂ ಮೌಲ್ಯೀಕರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ).  

ಮೊದಲು, 32 ಅನ್ನು ಹೊಸ ಮ್ಯಾಜಿಕ್ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಸಂಖ್ಯೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿತ್ತು ಆದರೆ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್‌ನ ಐಸೊಟೋಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಜಿಕ್ ಸಂಖ್ಯೆ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲ. 

ಪ್ರಮಾಣಿತ ಶೆಲ್-ಮಾದರಿ ಪರಮಾಣು ರಚನೆ, ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳು ಹೇಗೆ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಕನಿಷ್ಠ ಪಕ್ಷದಲ್ಲಿ ಸಾಕಷ್ಟಿಲ್ಲ ಎಂದು ತೋರುತ್ತದೆ. ²⁸ಓ ಐಸೊಟೋಪ್.  

ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊನ್‌ಗಳು (ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳು) ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ಪರಮಾಣು ಬಲದಿಂದ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹಿಡಿದಿರುತ್ತವೆ. ಪರಮಾಣು ಸ್ಥಿರತೆಯ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಈ ಮೂಲಭೂತ ಶಕ್ತಿಯ ಉತ್ತಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವಲ್ಲಿ ಮೂಲಾಂಶಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ.  

***

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು:  

1. ಟೋಕಿಯೋ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ. ಸಂಶೋಧನಾ ಸುದ್ದಿ - ಲೈಟ್ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್-ಸಮೃದ್ಧ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುವುದು: ಆಮ್ಲಜನಕ-28 ರ ಮೊದಲ ವೀಕ್ಷಣೆ. ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ: ಆಗಸ್ಟ್ 31, 2023. ಇಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ https://www.titech.ac.jp/english/news/2023/067383  

2. ಕೊಂಡೋ, ವೈ., ಅಚೌರಿ, ಎನ್‌ಎಲ್, ಫಾಲೌ, HA ಮತ್ತು ಇತರರು. ಮೊದಲ ವೀಕ್ಷಣೆ ²⁸O. ಪ್ರಕೃತಿ 620, 965-970 (2023) https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6 

3. ಯುಎಸ್ ಡಿಪಾರ್ಟ್ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಎನರ್ಜಿ 2021. ಸುದ್ದಿ - ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಸಂಖ್ಯೆ 32 ಗಾಗಿ ಮ್ಯಾಜಿಕ್ ಹೋಗಿದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ https://www.energy.gov/science/np/articles/magic-gone-neutron-number-32  

4. ಕೊಸ್ಜೋರಸ್, ಎ., ಯಾಂಗ್, ಎಕ್ಸ್‌ಎಫ್, ಜಿಯಾಂಗ್, ಡಬ್ಲ್ಯೂಜಿ ಮತ್ತು ಇತರರು. ವಿಲಕ್ಷಣ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಐಸೊಟೋಪ್‌ಗಳ ಚಾರ್ಜ್ ತ್ರಿಜ್ಯಗಳು ಪರಮಾಣು ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಜಿಕ್ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಸವಾಲು ಮಾಡುತ್ತವೆ N = 32. ನ್ಯಾಟ್. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ. 17, 439-443 (2021) https://doi.org/10.1038/s41567-020-01136-5 

***