Các nhà khoa tìm ra loại oxy mới có đặc tính kỳ lạ

Tạp Chí Giáo Dục

Thứ ba, 05.09.2023, 10:09

Các nhà khoa học ở Nhật Bản đã tạo ra hai dạng oxy mới có những đặc tính khác thường so với các lý thuyết phổ biến về cấu trúc nguyên tử.

Oxy-28, một trong hai đồng vị mới vừa được tạo ra trong phòng thí nghiệm, là đồng vị oxy nặng nhất mà chúng ta từng biết đến. Nó cũng hoạt động một cách kỳ lạ.

Hai đồng vị này đều là dạng oxy, luôn có 8 proton trong mỗi nguyên tử.

Nhà nghiên cứu Yosuke Kondo tại Viện Công nghệ Tokyo giải thích trên tạp chí Nature số ra ngày 30/8 rằng nhóm của bà đã cho một số nguyên tố tiếp xúc với “điều kiện khắc nghiệt” để tạo ra oxy-28 và đồng vị oxy-27 nhỏ hơn một chút.

Hai đồng vị này đều là dạng oxy, luôn có 8 proton trong mỗi nguyên tử. Tuy nhiên, một nguyên tử có thể có số lượng neutron bất kỳ mà không làm thay đổi tính chất hóa học của nó.

Trước đây, số neutron nhiều nhất từng thấy trong hạt nhân oxy là 18. Đồng vị này được gọi là oxy-26 vì nó cũng có 8 proton bên trong.

Để hình thành các đồng vị oxy mới, nhóm của bà Kondo đã sử dụng Máy chùm tia đồng vị phóng xạ RIKEN đặt tại thành phố Saitama của Nhật Bản. Họ đã bắn một chùm đồng vị canxi-48 vào mục tiêu bằng berili để phá vỡ các mảnh canxi và tạo ra các nguyên tử nhẹ hơn. Trong số những chất được tạo ra có các nguyên tử flo-29 – có 9 proton và 20 neutron và nằm cạnh oxy trên bảng tuần hoàn.

Sau đó, các nhà nghiên cứu lấy nguyên tử flo-29 này và phá vỡ nó cùng với một nguyên tử hydro lỏng để biến flo thành oxy.

Kết quả, họ tạo ra được hai nguyên tử khác nhau bằng quy trình này: oxy-28 có 20 neutron và oxy-27 có 19 neutron.

Theo bài báo, những gì xảy ra sau đó đã khiến các nhà khoa học bối rối. Mặc dù họ nghĩ oxy-28 sẽ ổn định nhưng nó lại phân rã và trải qua sự phát xạ neutron tự phát.

Điều đó có nghĩa là nó nhanh chóng giải phóng bốn neutron và trở thành oxy-24. Oxy-27 cũng nhanh chóng phân hủy, mất đi ba neutron để trở thành oxy-24.

Các nhà nghiên cứu ban đầu tin rằng hai dạng oxy mới có tính chất ổn định dựa trên mối quan hệ toán học chi phối “lớp vỏ” của các hạt trong hạt nhân, trong đó bội số của 8 và 20 được coi là những con số “ma thuật” do có đặc trưng ổn định cao. Nhóm của bà Kondo kỳ vọng oxy-28 ổn định vì số đồng vị của nó là “ma thuật gấp đôi”.

Ví dụ, dạng oxy mà chúng ta hít thở ở đây trên Trái đất là oxy-16, là bội số của 8 và cực kỳ ổn định.

HT (theo khoahoc.tv)