Nova forma rara de oxigênio desafia cientistas — e a física

Uma equipe de cientistas japoneses foi capaz de nos surpreender com uma nova descoberta que desafia o que sabemos sobre como os átomos agem. Após bombardearem diversos átomos uns nos outros, o resultado — um isótopo de oxigênio conhecido como oxigênio-28 — não seguiu o comportamento esperado pelos pesquisadores.

O que era para ser uma reação estável do isótopo, mostrou-se justamente o contrário: uma instabilidade que vai contra algumas "certezas" do conhecimento atômico. 

Os números mágicos

(Fonte: Getty Images)

No centro dessa história está o desafio de entender os "números mágicos" que governam o núcleo dos átomos. Imagine que cada átomo é um pequeno universo com seus próprios planetas subatômicos, chamados prótons e nêutrons.

O número de prótons é o que confere identidade ao átomo, e é isso que nos faz reconhecer o oxigênio, por exemplo, com seus oito prótons. Porém, os nêutrons podem variar, criando diferentes formas do mesmo elemento, conhecidas como isótopos.

O cerne da questão aqui são os chamados "números mágicos". Imagine que os prótons e nêutrons em um núcleo atômico ocupam camadas, e quando essas camadas estão completamente preenchidas, o átomo se torna extremamente estável. Esses números mágicos incluem 2, 8, 20, 28, 50, 82 e 126 partículas. Se tanto os prótons quanto os nêutrons estiverem em números mágicos, o átomo é considerado "duplamente mágico", sendo, por consequência, muito mais estável.

O oxigênio-16, o tipo mais comum de oxigênio na Terra, é um exemplo de átomo duplamente mágico, já que é formado por 8 prótons e 8 nêutrons. A expectativa era que o oxigênio-28 — com 8 prótons e 20 nêutrons — também fosse duplamente mágico. No entanto, sua rápida desintegração deixou os cientistas perplexos.

Surpresa quântica

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Os cientistas já sabiam como criar oxigênio-27 e oxigênio-28, lançando mão de um processo intrigante. Eles começaram com um elemento chamado cálcio-48 e o bombardearam contra uma placa de berílio, gerando átomos mais leves. Em seguida, isolaram o flúor-29 dos átomos resultantes e o colidiram com hidrogênio líquido, removendo um próton para produzir o oxigênio-28. No entanto, a grande surpresa veio quando o oxigênio-28 se desintegrou rapidamente, desafiando uma das premissas básicas da física nuclear.

Esse mistério se estende a outros elementos, como o néon, o sódio e o magnésio, que também desafiam o fechamento das camadas de nêutrons. Essa estranha não conformidade com os números mágicos lançou uma dúvida crucial: será que 20 é realmente um número mágico para os nêutrons?

A busca por respostas continua, e os cientistas acreditam que observar o núcleo do átomo em um estado de energia superior pode fornecer pistas. Afinal, a natureza sempre tem surpresas guardadas quando se trata do comportamento das partículas subatômicas.