日科学家发现新的幻数
                      解放日报2000年6月2日

    新华社北京６月２日电综合本社记者报道：日本理化研究所近日
宣布，该所科学家谷（田加火字旁）勇夫等通过实验表明，在“丰中
子原子核”里，中子数为１６的原子核处于稳定状态，从而发现了新
的幻数。
    据时事社报道，日本物理学家小田稔对这一科研成果给予高度评
价，认为这一发现将成为解释宇宙最初怎样形成、质量重的原子核又
怎样形成的线索。
    原子核由质子和中子构成，在质子数、中子数是某个特定数值或
两者均为这一数值时，原子核的稳定性就比平均值大。这些数值被称
为“幻数”。 迄今为止， 已经知道的幻数有２、８、２０、２８、
５０、８２、１２６，例如在自然界中广泛存在的氦、氧、钙、镍、
锡、铅，其质子数或中子数就分别与２到８２的数值相对应。质子数
和中子数同为１２６的元素目前尚未发现，但是质子数为８２、中子
数为１２６的铅２０８（铅的同位素）在自然界也是存在的。
    幻数的存在是原子核有“壳层结构”的反映，表示相同的粒子以
集团的形式构成结合状态，就会出现某种秩序，并且决定原子核的性
质。１９４９年，德国的核物理学家迈耶等使用新的相互作用，即轨
道和自旋相互作用来解释这种现象，并建立了“壳层模型”，由此获
得１９６３年诺贝尔奖。此后的物理学界一直认为，幻数是固定不变
的。
    不稳定同位素束的发明使得对放射性同位素结构的研究成为可能，
并发现了一些意想不到的原子核的结构和现象。谷（田加火字旁）利
用这种技术发现，原子核半径不是随质量，而是“随中子数和质子数
变化的”，在中子数远比质子数多的“丰中子同位素”中，在原子核
表面附近，存在着只有中子形成的层，叫做“中子壳”或“中子晕圈”。
谷（田加火字旁）勇夫使用高性能重离子加速器——环状回旋加速器
对氮（质子数为７）、氧（质子数为８）、氟（质子数为９）的同位
素的核半径分别进行精密测量后发现，中子数为“１５”和“１６”
的原子核的核半径异常大。他对这些原子核的稳定程度指标——中子
分离能进行解析，结果确认，在所谓的“丰中子核”里，只有中子数
为“１６”的原子核是特别稳定的。此外，他还预言２４和４０两个
幻数的存在。
    然而，中国清华大学龙桂鲁教授在评价这项成果时说：日本研究
人员“提供的证据还不够强，这些实验只是些迹象。因为在核结构中，
幻数对应着单粒子能级间大的间隔，当这种能级间隔特别大时，可能
出现一些类似于‘壳效应’的‘亚壳效应’”。