确保元素更稳定的魔法数字失效？氧最重同位素行为违背预期

科学家终于检测到从未见过的氧最重同位素“氧-28”，但越来越多矛盾也跟着出现。原子物理学中的“神奇数字”特性表明氧-28 应该是个稳定同位素，然而科学家发现其稳定性明显低于预期，说明我们对强核力的理解可能有问题。

同位素（Isotope）指同一化学元素下的不同核种，所有同位素都具相同质子数（原子序数），但中子数不同，因此质量数也不同──原子名称后面的数字，代表原子核内质子与中子数的和。

氧共有 18 个已知同位素，天然存在且稳定的氧同位素有 3 个，分别为氧-16、氧-17、氧-18，其中氧-16 丰度达 99.76%，也就是我们平常最主要呼吸到的氧。

而之前从未有人检测过的氧-28，是氧原子核内中子数最多的氧同位素，由 20 个中子与 8 个质子以强核力结合在一起。

根据目前理论，质子和中子填充原子核内的“壳”，壳内充满特定数量的质子或中子都会表现出比其他构型更强的结合能量，从而形成稳定非放射性同位素，这些特定数目也因此被称为魔法数字，包括： 2、8、20、28、50、82、126;拥有 8 个质子和 8 个中子的氧-16 就是稳定同位素的最佳例子。

也因此，科学家认为拥有 20 个中子与 8 个质子的氧-28 也会是稳定同位素。

然而当日本东京工业大学 Yosuke Kondo 团队首次检测到氧-27 和氧-28 后，却发现它迅速衰变成较轻的氧-24，让我们开始怀疑 20 是否为中子的魔法数字。

由于观察结果与理论预测不一致，加上橡树岭国家实验室的模拟表明氧-28 并非束缚核，这也可能意味着有更多物理学家不知道的力将原子核结合在一起。

此外，科学家表示，我们目前不知道原子核内质子与中子可以稳定结合的极限数量到哪，或许当我们接近极限，传统的核壳模型方法就不再适用。新论文发表在《自然》期刊。