N=16 Spherical Shell Closure in 24O

마법 수(magic number)는 유일하게 fermion 양자계에서만 나타나는 특징으로 핵 구조, 핵 반응, 우주의 원소 생성 시나리오를 이해하는데 있어 매우 중요하다. 특히 중성자 과잉의 핵 종에서 전통적으로 잘 알려진 마법수의 사라짐과 새로운 마법수의 출현은 세계적으로 중이온 가속기의 발전과 더불어 더욱 관심이 집중되고 있다. 이 논문은 중성자 드림라인(drip-line)에 위치한 중성자 과잉 산소 동위원소 24O 핵의 새로운 마법 수 (N=16)의 출현을 실험적으로 보여주고 있다. 24O 핵의 높은 첫 번째 2+ 상태의 에너지와 낮은 집단성(collectivity)은 마법 수의 특징을 보여주며, 이 논문에서 낮은 집단성과 스핀 홀짝성(spin-parity)이 처음으로 측정 되었다.

The unbound excited states of the neutron drip-line isotope 24O have been investigated via the 24O(p,p′)23O+nreaction in inverse kinematics at a beam energy of 62  MeV/nucleon. The decay energy spectrum of 24O* was reconstructed from the momenta of 23O and the neutron. The spin parity of the first excited state, observed atEx=4.65±0.14  MeV, was determined to be Jπ=2+ from the angular distribution of the cross section. Higher-lying states were also observed. The quadrupole transition parameter β2 of the 21+ state was deduced, for the first time, to be 0.15±0.04. The relatively high excitation energy and small β2 value are indicative of the N=16 shell closure in24O.