Какое физическое явление лучше всего объясняет область очень коротких периодов полураспада в таблице нуклидов?

Несколько иронично, что этот «остров нестабильности» возник сразу после одного из самых стабильных крупных ядер, т.е.$Pb^{208}$.$Pb^{208}$обязан своей устойчивостью тому, что он вдвойне магический (состоящий из замкнутых оболочек как нейтронов, так и протонов). Эти дважды магические системы имеют сферическую форму, и когда они возникают вблизи линии бета-стабильности (как в случае с$Pb^{208}$) их стабильность дополнительно повышается. Так чем же можно объяснить заметную нестабильность ядер сразу после этого?

Ответ на этот вопрос требует некоторых мелких деталей модели ядерной оболочки и, в частности, природы нейтронных и протонных орбиталей, которые заполняются в этой области. Если посмотреть на спины основного состояния обоих$Pb^{209}$и$Bi^{209}$, видно, что они оба имеют спин$\frac92$. Судя по расчетам, которые я выполнил для своей докторской диссертации, эти орбитали, вероятно,$0g\frac92$и$0h\frac92$соответственно для нейтронной и протонной орбиталей. Уникальность этой ситуации в том, что обе эти орбитали имеют очень высокий орбитальный угловой момент (4 и 5 соответственно).

Когда к сферическому ядру добавляются дополнительные нейтроны и протоны, сила спаривания действует так, чтобы обеспечить минимально возможное общее ядерное вращение. Для четно-четных ядер основное состояние всегда имеет спин 0. Большой угловой момент орбиталей, следующих за$Pb^{208}$означает, что эти парные объекты будут формироваться на ядерной периферии (вынужденные туда из-за высокого барьера углового момента). Что означает, что$\alpha$распад (для четно-четных систем) будет более вероятен в этой области, чем если бы одна или обе парные орбитали имели меньший угловой момент. Судя по комментариям, это в основном$\alpha$эмиттеров, поэтому следует ожидать повышенной нестабильности.