氧是我們生命所必需的元素之一，它由八個質(zhì)子和八個中子組成。但是，還有其他種類的氧，它們有不同數(shù)量的中子。這些不同種類的氧氣被稱為氧的同位素，它們有著相同的原子序數(shù)（質(zhì)子數(shù)），但有不同數(shù)量的中子，從8個到20個不等。

今天，我要介紹的一種非常特殊的氧同位素，它是氧-28，它有八個質(zhì)子和二十個中子。這種氧同位素是最重的氧同位素之一，也是最神秘的氧同位素之一。為什么呢？因為它違反了我們對核物理學的一個基本定律。

在原子核中，質(zhì)子和中子并不是隨意排列的，而是按照一定的規(guī)律分層分組。我們可以把原子核想象成一個勢阱，里面有很多能級。質(zhì)子和中子會填充這些能級，從最低的能級開始。當一個能級開始被填充，就會形成一個殼層。當一個殼層被填滿了，就會形成一個閉殼層。

閉殼層對應著一種特殊的穩(wěn)定性，因為要從閉殼層移走或加入一個核子，需要付出很大的能量。這些閉殼層對應著一些特殊的數(shù)字，叫做幻數(shù)。目前，我們已經(jīng)知道了七個幻數(shù)，它們分別是2, 8, 20, 28, 50, 82和126。如果一個原子核的質(zhì)子和中子的數(shù)量都達到幻數(shù)，那么我們就說這個原子核是“雙幻數(shù)”的。雙幻數(shù)原子核是最穩(wěn)定的原子核之一，它們幾乎可以永遠存在。

根據(jù)這個理論，我們可以預測，氧-28應該是一個雙幻數(shù)原子核，因為它有八個質(zhì)子和二十個中子，都是幻數(shù)。但是，在實驗上觀察到氧-28并不容易，因為它非常接近于穩(wěn)定性邊界。并且要制造出氧-28，需要用到非常高能量和高精度的束流和探測器。然而，聰明的科學家還是做到了，他們的實驗發(fā)現(xiàn)了一個令人震驚的結(jié)果：氧-28根本不穩(wěn)定，它在形成后的一瞬間就衰變了！

他們的實驗方法是這樣的：首先，他們用鈣-48的束流轟擊一個鈹靶，產(chǎn)生氟-29。然后，他們用氟-29的束流轟擊一個液氫靶，從中敲出一個質(zhì)子，產(chǎn)生氧-28。然后，實驗者用探測器來檢測這些新生成的氧-28原子。他們發(fā)現(xiàn)，這些氧-28原子幾乎沒有存活下來，它們在大約10^-21秒內(nèi)就衰變成了四個中子和一個氧-24原子。

那么，為什么氧-28會有這樣的行為呢？這是一個非常復雜和有趣的問題，目前還沒有一個確定的答案。但是，科學家提出了一些可能的解釋，并且用一些先進的理論模型來進行了計算和比較。

其中一個解釋是，在非常高的中子過剩度下，原子核內(nèi)部的核力會發(fā)生一些變化，導致一些能級發(fā)生移動或混合。這就會破壞原來的殼層結(jié)構(gòu)，使得原來的幻數(shù)失效。另一個解釋是，在非常高的中子過剩度下，原子核內(nèi)部會形成一些新奇的結(jié)構(gòu)，比如中子皮或中子鹵素。這些結(jié)構(gòu)會影響原子核內(nèi)部的對稱性和密度分布，從而影響原子核的穩(wěn)定性。

這個結(jié)果與我們對強相互作用的理解相矛盾，我們還沒有完全揭開它的奧秘。這個實驗告訴我們，我們對強相互作用的理解還有很大的不足，我們需要重新審視我們的理論模型，或者尋找新的物理定律。這是一個非常有趣和重要的科學問題，它可能會引發(fā)一場物理學的革命。摘自: www.ws46.com