Posts

Showing posts from August, 2023

"기존 이론 다시 써야"…日 과학자들 놀라운 발견[과학을읽다]

Image
  산소 -28   동위원소 첫 검출 성공 기존 이론과 달리 곧바로 붕괴 "원자 구조 안정성 '매직 넘버' 바꿔야" 일본 과학자들이 사상 최초로 이론상으로만 존재했던 산소 동위원소(산소 -28·28O )를 만들어 내는 데 성공했다. 그런데, 물리학계의 기존 원자 구성 이론을 새로 써야 할지도 모른다는 사실이 발견돼 관심을 끌고 있다. 일본 도쿄공대 연구팀은 30일(현지 시각) 국제학술지 네이처에 이같은 논문을 게재했다. 산소(02)는 기존에 원자핵에 양성자 8개와 중성자 3~18개로 구성될 수 있는 것으로 알려져 있으며, 현재까지 15개의 동위원소의 존재가 밝혀져 있다. 이중 자연 상태에서 찾아볼 수 있는 안정 동위원소는 중성자 수가 8, 9, 10개인 160, 170, 180 등 세 가지다. 이중 160가 전체의 99.8%를 차지할 정도로 대다수다. 나머지 12개 동위원소는 방사성 붕괴로 짧은 반감기를 가진 불안정한 동위원소들이다. 연구팀은 일본 이화학연구소( RIKEN )가 보유한 초전도 중이온 가속기( RIBF )를 이용해 사상 처음으로 중성자 20개를 가진 산소 -28 을 만들어 검출하는 데 성공했다. 연구팀은 우선 베릴륨( Beryllium ) 원소에 칼슘 -48  동위원소 빔을 발사해 불소 -29  동위원소를 만들었다. 불소 -29  동위원소는 원자핵 중 양성자 수가 산소 -28 보다 1개 많지만 중성자 수는 20개로 같다. 이후 연구팀은 불소 -29  동위원소를 두꺼운 액체 수소의 벽에 충돌시켜 원자핵에서 양성자 1개를 탈출시키는 방법으로 산소 -28 을 생성시키는 데 성공했다. 그런데 문제는 산소 -28 (양성자 8개ㆍ중성자 20개)이 기존의 이론과 달리 만들어지자마자 붕괴해 사라졌다는 것이다. 그동안 원자 구성에 대한 이론들과는 다른 결과였다. 과학자들은 특정한 숫자( magic   number )의 양성자ㆍ중성자를 가진 원자핵들은 더 안정적일 것이라고 봤었다. 예컨대 산소 동위원소의 중성자가 2, 8, 20,