幻数 (物理学)
使核成為特別穩定的質子或中子的數量 / 维基百科,自由的 encyclopedia
幻数(英语:Magic Number),又称魔数、巧数[1],是指原子核中质子数和中子数的某个特定数值。当质子数或中子数为幻数,或者二者取值均为幻数时,原子核会显示出较高的稳定性。
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目前已经确认的幻数有:2、8、20、28、50、82、126这七个幻数。(OEIS数列A018226)
自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素的质子数分别与2到82的幻数相对应,这些元素都具有多个稳定的天然同位素,其中锡更是拥有最多稳定同位素的元素。而质子数为126的元素Ubh目前尚未发现,预计其处于放射性超重元素稳定岛的中央,故可能具有相对极长的半衰期。当原子核之质子数和中子数皆为幻数时,这样的情况称为双幻数。例如质子数82、中子数126的铅同位素208Pb,就具有双幻数,从而显得异常稳定。
一般认为,幻数的存在反映了原子核具有“壳层结构”。1949年德国物理学家玛丽亚·格佩特-梅耶和约翰内斯·延森等人建立了原子核的核壳层模型。当原子核中存在幻数时,核子以集体的形式充满了某个能级,没有核子向更高的能级跃迁,因此这些原子核相当稳定。