魔法数
原子核が特に安定となる陽子と中性子の個数 / ウィキペディア フリーな encyclopedia
親愛なるWikiwand AI, これらの重要な質問に答えるだけで、簡潔にしましょう:
トップの事実と統計を挙げていただけますか 魔法数?
この記事を 10 歳向けに要約してください
すべての質問を表示
この項目では、原子物理学用語としての魔法数について説明しています。その他の「魔法数」については「マジックナンバー (曖昧さ回避)」をご覧ください。 |
魔法数(まほうすう、英: magic number)とは、原子核物理学において、原子核が特に安定となる陽子と中性子の個数のことをいう。陽子数または中性子数が魔法数である核種を魔法核と呼ぶ。
核構造のシェルモデルでは、殻(シェル)が「閉じている」状態(閉殻)は安定性が高く、崩壊や核分裂が起きにくくなる。計算上特定の値が該当し、魔法数となる。陽子と中性子はよく似ているので同じ値となる。
現在、広く承認されている魔法数は 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 の7つで、原子番号がこれらにあたる元素は、周辺の元素に比べて多くの安定同位体を持っている。中性子数がこれに該当する同中性子体についても同様で、例えば核種の一覧を見ると、縦の20と横の20には安定同位体が並んでいるのがわかる。原子核から1個の中性子を引き離すのに必要なエネルギーは、中性子数が各魔法数からそれぞれ1個増加したときに極小となる。
一部の中性子過剰核では、8, 20, 28は消えて、別の魔法数である 6[1][2], 16[3], 32[4], 34 [5][6]が現れる事が研究によって示されている。この領域のことを反転の島(Island of inversion)と呼ぶ。(50、82は維持される[7])。また、最近の研究から、中性子過剰な炭素同位体の陽子数6が魔法数である事が明らかになった[8]。
魔法数は1949年にマリア・ゲッパート=メイヤーとヨハネス・ハンス・イェンゼンによって理論的な説明がなされ、ノーベル賞授与対象となった。