幻数 (物理学)

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幻数英語Magic Number)是指原子核质子数和中子数的某个特定数值,当质子数或中子数为幻数,或者二者取值均为幻数时,原子核显示出很高的稳定性。

目前已经确认的幻数有:2820285082126這七個幻數。(OEIS中的数列A018226

自然界广泛存在的元素的质子或中子数分别与2到82的幻数相对应。质子数为126的元素目前尚未发现。当原子核中质子和中子数都为幻数时,这样的情况称为双幻数。例如自然界存在质子数82、中子数126的同位素208Pb,就具有双幻数,显得异常稳定。

一般认为,幻数的存在反映了原子核具有「壳层结构」。1949年德国物理学家迈耶延森等人建立了原子核的壳层模型。当原子核中存在幻数时,核子以集体的形式充满了某个能级,没有核子向更高的能级跃迁,因此这些原子核相当稳定。

长期以来,物理学家们一直认为幻数是固定不变的。然而2000年5月日本物理学家发表论文称16有可能也是一个幻数[1],随后又发现,63032也可能是新的幻数。2005年6月,英国和美国科学家发表论文称,人造放射性同位素42Si的原子核稳定性很高,表明14可能也是一个幻数[2]

参考文献[编辑]

  1. ^ A.Ozawa et al. Phys.Rev.Lett. 84,5493–5495(2000)
  2. ^ Fridmann J. et al. Nature, 435(7044):922-4

参阅[编辑]