我们都知道，构成万物的原⼦是由原⼦核和电⼦构成的。原⼦核则是由质⼦和中⼦构成的，它们之所以能够紧紧地束缚在⼀起，是因为⾃然中的基本⼒之⼀——强核⼒在发挥着作⽤。对于⼀种特定元素来说，同位素指的是其中具相同质⼦数、不同中⼦数的原⼦。稀有同位素则是⼀些中⼦数与质⼦数之间存在巨⼤不平衡的原⼦，这些同位素通常要在粒⼦加速器中产⽣。
对稀有同位素的研究，为科学家验证⽬前的核结构理论提供了机会，并让他们可以了解更多尚未得到应⽤的同位素。
上世纪50年代末，物理学家尤⾦·维格纳创造了“幻数”⼀词来形容质⼦数和（或）中⼦数为2、8、20、28、50、82、126的原⼦核，并表示这样的原⼦核具有更强的结合能，能形成更稳定的⾮放射性同位素。如果⼀个原⼦核同时拥有“幻数”数量的中⼦和质⼦，那么它就是⼀个“双幻核”，应该更加稳定。
在⼀项最新发表在《⾃然》杂志上的研究中，⼀个国际物理学家团队宣布他们⾸次探测到了氧的⼀种稀有同位素——氧-28（2?O）。物理学家预测，这种同位素应该异常稳定，然⽽这次新的突破却让研究⼈员意外地发现：2?O并不稳定，它会在形成之后迅速衰变。
探测氧-28 氧的最丰富形式是氧-16（1?O），它具有8个质⼦和8个中⼦，因此其原⼦核是⼀个双幻核。
物理学家们曾预⾔，氧的⼀种稀有同位素——2?O，应该也是⼀种稳定的双幻核，因为它包含8个质⼦和20个中⼦，换句话说，它同时拥有“幻数”数量的中⼦和质⼦。那么，这是否意味着2?O能够受到强核⼒的约束，形成⼀种稳定的束缚同位素？但与此同时，值得注意的是，2?O⼜有着很⾼的中⼦数，那么这是否意味着它会⾃发地释放中⼦并衰变？
⻓期以来，物理学家都⽆从知道这个问题的答案，因为他们此前⼀直⽆法探测到2?O。
在新研究中，物理学家利⽤⽇本理化学研究所的回旋加速器，将⼀束⾼能的钙-48（??Ca）撞向⼀个旋转的铍（Be）箔轮。碰撞使得??Ca分裂成更轻的原⼦核，其中⼤多数是寿命较短的稀有同位素，这些碎⽚以接近原始粒⼦束的速度穿过⼀台可以筛选出氟-29（2?F）原⼦核的光谱仪。2?F⽐2?O多⼀个质⼦，但中⼦数相同，是已知的拥有20个中⼦中最重的束缚原⼦核。
这些分离出来的2?F会与液态氢靶相撞，撞掉⼀个质⼦，形成2?O。
研究⼈员通过向铍靶发射了⼀束钙-48同位素，将铍分裂成包括氟-29在内的更轻的原⼦核。接着，他们⽤光谱仪筛出了氟-29原⼦核，它们与氧-28具有相同中⼦数，只是多了⼀个质⼦。然后，这些原⼦核与液氢靶相撞，敲除了多余的质⼦，形成氧-28。
每个氧-28衰变为4个中⼦和⼀个氧-24，探测器探测到了4个中⼦和⼀个氧-24，表明氧-28同位素处于⾮束缚态。最终，他们在实验中探测到了4个中⼦和⼀个束缚的氧-24（2?O）。这意味着，2?O并不稳定，虽然还⽆法精确测量其寿命，但可以确定的是，它们会在形成之后迅速衰变。研究⼈员通过在Summit超级计算机上进⾏模拟，以98%的概率进⼀步证实了2?O不是⼀个束缚原⼦核。
新的⻅解 新的发现也通过提供了与极富中⼦的原⼦核有关的新⻅解，增强了我们对核结构的理解，这或将激发核物理学中更多令⼈兴奋的新研究。如果这⼀结果可以在其他实验中重现，那么物理学家或将需要重新思考现有的原⼦核结构理论。