碳同位素解密神奇的碳同位素：科学家们发现碳同位素稳定性背后的秘密

幻数是元素粒子核中的许多质子或中子，其结果比具有其他数量的质子或中子的核更稳定。幻数是一个元素粒子核心中的多个质子或中子，结果比其他质子数或中子数的结果更稳定。

原子核的幻数部分取决于自旋轨道耦合力，它与原子核中质子或中子的自旋有关。自旋轨道耦合力是由诺贝尔奖获得者Maria Goeppert Mayer和J. Hans D. Jensen在1949年提出的，目的是解释质子或中子量子态的分裂。它的实际核力量来源还没有完全理解。原子核的幻数部分取决于自旋-轨道耦合力，它与原子核内质子或中子的自旋有关。自旋轨道耦合力是由1949年诺贝尔奖得主玛丽亚·格佩特·梅耶和詹森提出的，旨在解释质子或中子量子态的分裂。它的实际核能来源还不完全清楚。

研究人员已经发现了这种魔力，因为它应该能够彻底研究自旋轨道耦合的来源。图6尤为重要。然而，幻数为6的原子物种的存在尚未得到证实。

现在，大阪大学领导的一个国际研究小组通过鉴定一种碳元素改变了这种情况，这种碳元素是生命中不可缺少的元素，有六个质子幻数。他们进行了一些实验，使他们能够测量不同碳同位素原子核中的质子半径(同位素的质子数相同，但原子核中的中子数不同)。有趣的是，不同的碳同位素显示出非常相似的质子半径。他们在《自然通讯》上发表了他们的发现。

图2.通过系统评估实验数据获得的质子幻数为6的证据（用蓝色箭头表示）。（a）质子独立的质子半径，（b）电子跃迁概率，（c）质子壳隙，和（d）质子壳隙作为中子和质子数的函数。“将我们的半径测量结果与核电荷半径、电四极子转换率和原子质量数据相结合，使我们能够确定主要幻数为6的碳同位素。”这项研究的第一作者丁特龙·特兰说。

为了帮助理解实验结果，研究人员进行了计算。计算的质子半径与实验值一致。碳同位素的自旋轨道分裂还通过分析实验和理论数据来分析从每个同位素的原子核中添加或移除质子的能量。

“我们的分析清楚地表明，大的自旋轨道分裂在原子核中是普遍存在的，”记者胡金红解释说。"另外，这六个幻数和其他公认的幻数一样突出."

图3.自旋轨道耦合力的示意图。当质子或中子的角轨道动量和自旋方向相同时，原子核获得额外的稳定性。六个幻数的确定为研究原子核中自旋轨道分裂的起源提供了一种途径。该团队的调查结果增加了自旋轨道力、神奇起源数的原子核、原子核和稳定性的基础知识，表明它为最终全面理解核物理做出了贡献。

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