معمای اعداد جادویی هسته‌ای سرانجام حل شد

برای دهه‌ها، فیزیک‌دانان می‌دانستند برخی اتم‌ها به شکل عجیبی پایدارتر از بقیه‌اند، اما علت دقیق آن را نمی‌دانستند. اکنون پژوهشی تازه توانسته توضیح دهد این پایداری ویژه چگونه از دل قوانین کوانتومی و نیروهای هسته‌ای به وجود می‌آید؛ معمایی که حدود ۸۰ سال ذهن دانشمندان را مشغول کرده بود.

به گزارش زومیت، ماجرا به دهه ۱۹۴۰ برمی‌گردد، زمانی که ماریا گوپرت مایر، فیزیک‌دان برجسته آمریکایی آلمانی نشان داد که اگر هسته اتم تعداد خاصی پروتون و نوترون داشته باشد (برای مثال ۵۰ یا ۸۲) به شکل غیرمعمولی پایدار می‌شود.

 این مقادیر بعدها «اعداد جادویی» نام گرفتند. از آن زمان، پژوهش‌های فراوانی نشان دادند که بسیاری از پایدارترین و در نتیجه فراوان‌ترین عناصر جهان دقیقاً همین تعدادهای خاص را در هسته خود دارند. این کشف نقش مهمی در شکل‌گیری فیزیک هسته‌ای مدرن داشت.

برای توضیح معما، دانشمندان مدلی به نام «مدل پوسته‌ای هسته» پیشنهاد کردند. طبق این مدل، پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته اتم مانند الکترون‌ها در اطراف هسته، در ترازهای انرژی مشخص یا «پوسته‌ها» قرار می‌گیرند. وقتی یک پوسته پر می‌شود، هسته به وضعیت بسیار پایداری می‌رسد.

 این مدل هنوز هم برای تفسیر بسیاری از آزمایش‌های هسته‌ای استفاده می‌شود. بااین‌حال، یک مشکل بزرگ وجود داشت: این مدل فرض می‌کرد هر ذره در هسته تقریباً مستقل از بقیه رفتار می‌کند، در حالی که نظریه‌های کوانتومی جدید نشان می‌دهند ذرات درون هسته بر if (!selectedItem || typeof selectedItem.id === ‘undefined’) {
return;
}
const safeId = encodeURIComponent(selectedItem.id);
container.style.display = ‘flex’;
linkEl.href = `/fa/news/${safeId}`;
})();