Nature
O isótopo oxigénio-28 tem um “número mágico” de 8 protões e 20 neutrões
Cientistas detetaram pela primeira vez com sucesso o oxigénio-28, um isótopo de oxigénio com 12 neutrões extra, desafiando as teorias atuais sobre a estrutura dos núcleos atómicos.
Os cientistas previam há bastante tempo que 28O seria um isótopo estável, devido aos seus “números mágicos” de protões e neutrões.
No entanto, um novo estudo, que permitiu observar pela primeira vez o isótopo, revela que o oxigénio-28 se desintegra quase imediatamente após ser criado.
A descoberta, apresentada num artigo publicado esta quarta-feira na revista Nature, poderá levar a uma reavaliação de como os núcleos atómicos são estruturados.
O termo “números mágicos” refere-se a números específicos de protões e neutrões que tornam um núcleo atómico particularmente estável: 2, 8, 20, 28, 50, 82 e 126.
As teorias existentes postulam que quando um núcleo atómico tem um número mágico tanto de protões como de neutrões, torna-se “duplamente mágico” e, portanto, extremamente estável.
O 28O, com os seus 8 protões e 20 neutrões, foi durante muito tempo considerado um núcleo duplamente mágico, mas nunca tinha sido observado até agora.
Ao contrário das expectativas, no entanto, o 28O mostrou-se extremamente instável, desafiando a ideia de que os seus “números mágicos” lhe dariam estabilidade.
Os autores do estudo, liderados por investigadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio, disparam um feixe de isótopos de cálcio-48 contra um alvo de berílio para criar um isótopo de flúor-29.
Em seguida, fizeram colidir este isótopo de flúor contra hidrogénio líquido, eliminando assim um protão e gerando oxigénio-28. Devido à sua curta vida, o 28O foi detetado através dos produtos do seu decaimento em vez de observação direta.
“Fiquei muito surpreendido. Pessoalmente, pensei que a dupla magia entraria em ação. Mas a natureza é o que é”, disse à Nature o físico Takashi Nakamura, investigador do Instituto de Tecnologia de Tóquio e um dos autores do estudo.
As implicações dos resultados são de grande alcance.
Este não é o primeiro caso em que o conceito de que os “números mágicos” dão estabilidade aos isótopos se mostrou falível.
Por exemplo, o oxigénio-24, com os seus 8 protões e 16 neutrões, mostrou ser mais estável do que se pensava anteriormente, sugerindo que os números mágicos podem não ser universalmente aplicáveis.
Os cientistas estão agora a ponderar os próximos passos, como tentar detetar outros isótopos de oxigénio, para entender melhor as forças fundamentais que mantêm os núcleos atómicos unidos.
