对极端条件下的物理系统的研究为了解其组织和结构提供了宝贵的见解。在核物理中，富中子同位素，特别是中子质子比与稳定原子核显着不同的轻同位素，为现代核结构理论提供了严格的检验。这些同位素以非常短暂的共振形式存在，通过自发中子发射而衰变。

现在，在《自然》杂志上发表的一项新研究中，东京工业大学物理系助理教授YosukeKondo领导的一项国际合作研究报告了首次观察到两种此类同位素——氧28(28O)和氧-27(27O)——分别衰变为具有四个和三个中子的氧-24。

28O原子核由8个质子和20个中子(N)组成，引起了人们的极大兴趣，因为它有望成为核结构标准壳模型图中为数不多的“双重神奇”原子核之一。

这项研究的成功得益于RIKENRIBeamFactory的能力，该工厂可以产生不稳定核的强束，耦合到浓液氢和多中子检测阵列的活动目标上。高能29F束产生的质子诱导核子敲除反应产生了未中子结合的同位素27O和28O。研究人员观察了这些同位素，并通过直接检测其衰变产物来研究其特性。

他们发现27O和28O都以狭窄的低位共振形式存在，并将它们的衰变能量与基于量子有效场论的复杂理论模型(大规模壳模型计算和新开发的统计方法)的结果进行了比较。色动力学。大多数理论方法预测两种同位素具有更高的能量。

“具体来说，统计耦合簇计算表明27O和28O的能量可以为这种‘从头开始’方法中考虑的相互作用提供有价值的约束，”Kondo博士指出。

研究人员还研究了从29F梁生产28O的横截面，发现它与不呈现闭合N=20壳结构的28O一致。“这一结果表明‘反转岛’，即中子轨道之间的能隙减弱或消失，延伸到氟同位素28F和29F之外，进入氧同位素，”Kondo博士解释道。

这些发现提供了新的见解，增强了我们对核结构的理解，特别是对于富中子核。此外，通过此处使用的多中子衰变光谱技术，多中子相关性的详细研究和其他奇异系统的研究现在成为可能。

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