一个国际物理学家团队发现，在一个双重的氧同位素中添加一个质子足以显着改变其性质。在东京大学的 Tsz Leung Tang的带领下，研究人员在从富含中子的氟同位素中除去了质子后，做出了意外的发现。他们的工作可以使人们更好地理解原子核内质子和中子之间发生的复杂相互作用。
可以从核素图上收集有关质子和中子如何在原子核中相互作用的基本信息，该图绘制了同位素中的质子数与中子数的关系。在这种曲线图中的“中子滴线”表示每个元素的同位素可以包含的最大中子数。
该边界的一个特别引人注目的特征是邻近的氧气和氟之间的中子急剧跃迁，氟比氟具有更多的质子。氧核(包含八个质子)最多可以包含16个中子，但是氟可以包含多达22个中子。这种跳跃背后的原因还鲜为人知，但研究人员认为，这与氧气24的“双重魔力”核有关，该核含有质子和中子的极其稳定的填充“壳”。
为了更详细地探究跃变，Tang的团队在东京附近的放射性同位素射束工厂 准备了一束同位素氟25射束，该射束工厂 由日本国立科学研究所和东京大学联合运营。氟25的质子比氧24的质子多，可以认为是氧24的核加一个价质子。
这项最新的研究涉及使氟25核与靶标去除质子发生碰撞。Tang和同事使用SHARAQ检测器测量了碰撞产物的运动之间的相关性，发现大约65%的氧24核处于激发态。这与目前的理论相反，后者认为氟25的氧24核应以最低能量状态存在。
这表明向氧24中添加单价质子对双魔核具有深远的影响。的确，唐的研究小组得出结论说，氟25的激发核很可能是中子滴线急剧跳动的原因-尽管单个质子可以驱动如此显着变化的原因仍然是个谜。
该小组现在旨在揭示未来实验中的物理机制。如果成功的话，未来的实验可能会大大改善我们对原子核内部发生的过程的理解，并且还可以为包括中子星和中子星在内的富含中子的天文学特征的神秘性质提供新的见解。
