De magiska talen

Efter det att Chadwick hade upptäckt neutronen år 1932 blev det allmänt accepterat att kärnan består av protoner och neutroner. Många fysiker började därefter undersöka nukleonernas rörelser i kärnan, och man försökte hitta paralleller med elektronernas rörelse i atomerna.

Det var välkänt att atomer med helt fyllda elektronskal, de så kallade ädelgaserna, är stabila grundämnen som reagerar lite eller inte alls med andra ämnen. Antalet elektroner i ädelgaserna är \(2\) (Helium), \(10\) (Neon), \(18\) (Argon), \(36\) (Krypton) och \(54\) (Xenon). Men att den enormt täta atomkärnan skulle ha någon form av skalstruktur var det inte många som trodde.

Maria Goeppert-Mayer (1906 - 1972) är en av två kvinnor som fått nobelpriset i fysik. 1948 började hon på allvar att arbeta med teorin bakom atomkärnans struktur. Hon studerade regelbundenheter hos kärnornas bindningsenergier (se följande avsnitt) och hennes resultat pekade på att även atomkärnorna hade en skalstruktur. Det visade sig att kärnor med \(2\), \(8\) eller \(20\) neutroner eller protoner var speciellt stabila. Dessa tal kallades magiska tal och svarade mot helt fyllda nukleon skal. I två artiklar "On Closed Shells in Nuclei” kunde Goeppert-Mayer utvidga de magiska talen till \(28\), \(50\), \(82\) och \(126\). \( \rm He \text{-} 4 \), \( \rm O\text{-}16\), \( \rm Ca\text{-}40\), \( \rm Pb\text{-}208\) är dubbelmagiska vilket betyder att både proton- och neutrontalen är magiska.