অক্সিজেন 28 এর প্রথম সনাক্তকরণ এবং পারমাণবিক কাঠামোর স্ট্যান্ডার্ড শেল-মডেল   

অক্সিজেন-২৮ (²⁸O), অক্সিজেনের সবচেয়ে ভারী বিরল আইসোটোপ জাপানি গবেষকরা প্রথমবারের মতো সনাক্ত করেছেন। অপ্রত্যাশিতভাবে এটি "জাদু" সংখ্যার মানদণ্ড পূরণ করা সত্ত্বেও এটি স্বল্পস্থায়ী এবং অস্থির বলে প্রমাণিত হয়েছিল পারমাণবিক স্থায়িত্ব।  

অক্সিজেন অনেক আইসোটোপ আছে; সকলের নিউক্লিয়াসে 8টি প্রোটন (Z) আছে কিন্তু নিউট্রনের সংখ্যার (N) ক্ষেত্রে পার্থক্য রয়েছে। স্থিতিশীল আইসোটোপ হয় ¹⁶O, ¹⁷হে এবং ¹⁸O যার নিউক্লিয়াসে যথাক্রমে 8, 9 এবং 10 নিউট্রন রয়েছে। তিনটি স্থিতিশীল আইসোটোপের মধ্যে, ¹⁶প্রকৃতিতে পাওয়া সমস্ত অক্সিজেনের প্রায় 99.74% গঠন করে O সবচেয়ে বেশি। 

সম্প্রতি ধরা পড়েছে ²⁸O আইসোটোপে 8টি প্রোটন (Z=8) এবং 20টি নিউট্রন (N=20) আছে। এটি স্থিতিশীল হবে বলে আশা করা হয়েছিল কারণ এটি প্রোটন এবং নিউট্রন উভয় ক্ষেত্রেই "জাদু" সংখ্যার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে (দ্বিগুণ যাদু) তবে এটি স্বল্পস্থায়ী এবং দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত বলে পাওয়া গেছে।  

কোন পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে স্থিতিশীল করে তোলে? কিভাবে ধনাত্মক চার্জযুক্ত প্রোটন এবং নিউট্রন একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে একসাথে থাকে?  

এর আদর্শ শেল-মডেলের অধীনে পারমাণবিক গঠন, প্রোটন এবং নিউট্রন শেল দখল করে বলে মনে করা হয়। সর্বোত্তম সংখ্যার নিউক্লিয়নের (প্রোটন বা নিউক্লিয়ন) একটি সীমা রয়েছে যা একটি প্রদত্ত "শেল" মিটমাট করা যেতে পারে। নিউক্লিয়াস কম্প্যাক্ট এবং আরও স্থিতিশীল হয় যখন "খোলস" সম্পূর্ণরূপে প্রোটন বা নিউট্রনের "নির্দিষ্ট সংখ্যা" দিয়ে পূর্ণ হয়। এই "নির্দিষ্ট সংখ্যা" কে "জাদু" সংখ্যা বলা হয়।  

বর্তমানে, 2, 8, 20, 28, 50, 82 এবং 126 কে সাধারণত "জাদু" সংখ্যা হিসাবে বিবেচনা করা হয়। 

যখন একটি নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা (Z) এবং নিউট্রনের সংখ্যা (N) সমান "জাদু" সংখ্যা হয়, তখন এটিকে "দ্বিগুণ" যাদু বলে মনে করা হয় যা স্থিতিশীলতার সাথে সম্পর্কিত। পারমাণবিক গঠন উদাহরণ স্বরূপ, ¹⁶O, অক্সিজেনের সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং প্রচুর পরিমাণে আইসোটোপে রয়েছে Z=8 এবং N=8 যা "ম্যাজিক" সংখ্যা এবং দ্বিগুণ ম্যাজিকের একটি কেস। একইভাবে, সম্প্রতি সনাক্ত করা আইসোটোপ ²⁸O-তে Z=8 এবং N=20 আছে যা ম্যাজিক সংখ্যা। তাই, অক্সিজেন-28 স্থিতিশীল হবে বলে আশা করা হয়েছিল কিন্তু একটি পরীক্ষায় অস্থির এবং স্বল্পস্থায়ী বলে পাওয়া গেছে (যদিও এই পরীক্ষামূলক অনুসন্ধানটি অন্যান্য সেটিংসে বারবার পরীক্ষায় যাচাই করা হয়নি)।  

এর আগে, 32 কে নতুন ম্যাজিক নিউট্রন নম্বর হওয়ার পরামর্শ দেওয়া হয়েছিল কিন্তু পটাসিয়ামের আইসোটোপে ম্যাজিক নম্বর পাওয়া যায়নি। 

এর স্ট্যান্ডার্ড শেল-মডেল পারমাণবিক গঠন, বর্তমান তত্ত্ব ব্যাখ্যা করে যে কিভাবে পারমাণবিক নিউক্লিয়াস গঠন করা হয় অন্তত এর ক্ষেত্রে অপর্যাপ্ত বলে মনে হয় ²⁸হে আইসোটোপ।  

নিউক্লিয়ন (প্রোটন এবং নিউট্রন) শক্তিশালী পারমাণবিক বল দ্বারা নিউক্লিয়াসে একসাথে রাখা হয়। পারমাণবিক স্থিতিশীলতা বোঝা এবং উপাদানগুলি কীভাবে তৈরি করা হয় তা এই মৌলিক শক্তির আরও ভাল বোঝার বিকাশের মধ্যে রয়েছে।  

***

তথ্যসূত্র:  

1. টোকিও ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি। গবেষণা খবর - আলো নিউট্রন-সমৃদ্ধ নিউক্লিয়াস অন্বেষণ: অক্সিজেন-28 এর প্রথম পর্যবেক্ষণ। প্রকাশিত: আগস্ট 31, 2023। এ উপলব্ধ https://www.titech.ac.jp/english/news/2023/067383  

2. Kondo, Y., Achouri, NL, Falou, HA এট আল প্রথম পর্যবেক্ষণ ²⁸O. প্রকৃতি 620, 965–970 (2023)। https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6 

3. ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি 2021। খবর – নিউট্রন নম্বর 32 এর জন্য ম্যাজিক ইজ গন চলে গেছে। এখানে উপলব্ধ https://www.energy.gov/science/np/articles/magic-gone-neutron-number-32  

4. Koszorús, Á., Yang, XF, Jiang, WG এট আল বহিরাগত পটাসিয়াম আইসোটোপের চার্জ রেডিআই পারমাণবিক তত্ত্ব এবং এর জাদু চরিত্রকে চ্যালেঞ্জ করে N = 32। নাট। শারীরিক 17, 439–443 (2021)। https://doi.org/10.1038/s41567-020-01136-5 

***