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Article dans une revue Nature Année : 2023

First observation of $^{28}$O

Y Kondo
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Résumé

Subjecting a physical system to extreme conditions is one of the means often used to obtain a better understanding and deeper insight into its organization and structure. In the case of the atomic nucleus, one such approach is to investigate isotopes that have very different neutron-to-proton (N/Z) ratios than in stable nuclei. Light, neutron-rich isotopes exhibit the most asymmetric N/Z ratios and those lying beyond the limits of binding, which undergo spontaneous neutron emission and exist only as very short-lived resonances (about 10$^{−21}$ s), provide the most stringent tests of modern nuclear-structure theories. Here we report on the first observation of $^{28}$O and $^{27}$O through their decay into $^{24}$O and four and three neutrons, respectively. The $^{28}$O nucleus is of particular interest as, with the Z = 8 and N = 20 magic numbers$^{1,2}$, it is expected in the standard shell-model picture of nuclear structure to be one of a relatively small number of so-called ‘doubly magic’ nuclei. Both $^{27}$O and $^{28}$O were found to exist as narrow, low-lying resonances and their decay energies are compared here to the results of sophisticated theoretical modelling, including a large-scale shell-model calculation and a newly developed statistical approach. In both cases, the underlying nuclear interactions were derived from effective field theories of quantum chromodynamics. Finally, it is shown that the cross-section for the production of $^{28}$O from a $^{29}$F beam is consistent with it not exhibiting a closed N = 20 shell structure.
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Citer

Y Kondo, N.L Achouri, H. Al Falou, L Atar, T Aumann, et al.. First observation of $^{28}$O. Nature, 2023, 620 (7976), pp.965-970. ⟨10.1038/s41586-023-06352-6⟩. ⟨hal-04196834⟩
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Dernière date de mise à jour le 26/06/2024
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