科学家们在实验室中创造了氧-28,这是一种比地球上最常见的氧-16多了12个中子的稀有氧同位素。这种新创造的“重”氧同位素拥有氧原子中所见过的最多的中子数,预计它会非常稳定,几乎可以永远存在。然而,事实并非如此,它在极短的时间内就衰变了——这一发现挑战了我们对强力的理解,强力是一种将物质的基本粒子,如质子和中子,结合起来形成原子核中更大的粒子的力。

“它提出了一个非常非常大的基本问题,关于自然界最强的相互作用,即核强力。”加拿大圣玛丽大学的物理学家Rituparna Kanungo说,他没有参与这项实验,“这是《新科学家》杂志的报道。”
为了创造氧-28,一个由东京工业大学的研究人员领导的团队在日本和歌市Riken RI Beam Factory用一束含有9个质子的氟-29同位素轰击了一个液态氢靶。撞击后,氢和氟-29都失去了一个质子,从而创造了一个全新的氧-28分子,根据发表在《自然》杂志8月30日的研究。
根据粒子物理学的主导理论——标准模型,如果原子核中的壳层被某些特定数量的质子和中子填满,那么粒子应该是稳定的,这些特定数量被称为“魔数”。氧-28包含20个中子和8个质子,这两者都是魔数,表明该分子应该是非常稳定或“双魔”的。但事实并非如此。
在实验过程中,氧-28分子在一皮秒内衰变,或者说是一秒的十万亿分之一。事实上,它的存在只能通过它衰变时留下的产物来确认:氧-24和四个中子。
“我很惊讶。”东京工业大学的物理学家、研究报告的合著者Takashi Nakamura告诉《自然》杂志。“就我个人而言,我认为它是双魔。但这是自然界所说的。”
虽然这项实验还没有被复制,但这项研究的发现表明,目前的魔数列表可能没有完全说明分子是否稳定。在另一种情况下,科学家们在2009年显示了一种氧-24同位素表现得好像它是双魔一样,即使它没有质子和中子的魔数。