Bilangan ajaib (fisika nuklir)

Dalam fisika nuklir, bilangan ajaib adalah jumlah nukleon (proton atau neutron) yang menghasilkan kulit penuh dalam inti atom sesuai model kulit inti. Dalam model ini, inti atom tersusun dalam berbagai lapisan kulit untuk proton dan untuk neutron, seperti halnya lapisan kulit elektron. Setiap proton dan neutron masing-masing memiliki tingkat energi yang relatif berdekatan, kecuali jika lapisan kulit sebelumnya telah penuh maka proton atau neutron selanjutnya membutuhkan energi yang jauh lebih besar. Dengan demikian, menurut model ini energi ikatan tiap nukleon dapat mencapai "puncak" lokal dan inti-inti atom dengan kulit yang penuh menjadi lebih stabil dibandingkan kulit yang tidak penuh.

Diagram kestabilan isotop.

Menurut model kulit inti, proton dan neutron memiliki kulitnya masing-masing sehingga bilangan ajaib dihitung secara terpisah. Untuk neutron, diketahui dari pengamatan bahwa bilangan ajaib ini nilainya 2, 8, 20, 28, 50, 82, dan 126, dan angka berikutnya diprediksi adalah 184. Proton diketahui memiliki bilangan ajaib 2, 8, 20, 28, 50, 82, sedangkan sejak tahun 1940an angka 126 telah diprediksi sebagai bilangan berikutnya. Nuklida-nuklida dengan jumlah neutron dan jumlah proton sesuai bilangan ajaib dianggap "ajaib ganda" dan memiliki kestabilan lebih tinggi dari tetangganya akibat tingginya energi ikatan. Pada akhir 1960an model kulit inti yang lebih mutakhir dibuat oleh fisikawan AS William Myers bersama fisikawan Polandia Władysław Świątecki, serta secara terpisah oleh fisikawan Jerman Heiner Meldner. Dengan menggunakan model-model ini dan mempertimbangkan gaya tolak Coulomb, Meldner memprediksi bilangan ajaib berikutnya untuk proton adalah 114 (alih-alih 126 seperti neutron).

Pulau kestabilan diperkirakan berisi nuklida-nuklida (jenis inti atom) dengan jumlah neutron dan proton mendekati bilangan-bilangan ajaib sehingga relatif stabil, namun inti-inti atom tersebut belum berhasil ditemukan.

Referensi

1. Nave, R. "Shell Model of Nucleus". HyperPhysics. Department of Physics and Astronomy, Georgia State University. Diakses tanggal 22 January 2007. 
2. Oganessian, Yu. Ts.; Rykaczewski, K. (2015). "A beachhead on the island of stability". Physics Today. 68 (8): 32–38. Bibcode:2015PhT....68h..32O. doi:10.1063/PT.3.2880. 
3. Satake, M. (2010). Introduction to nuclear chemistry. Discovery Publishing House. hlm. 36. ISBN 978-81-7141-277-8. 
4. Ebbing, D.; Gammon, S. D. (2007). General chemistry (edisi ke-8th). Houghton Mifflin. hlm. 858. ISBN 978-0-618-73879-3. 
5. Kragh 2018, hlm. 22
6. Dumé, B. (2005). ""Magic" numbers remain magic". Physics World. IOP Publishing. Diakses tanggal 17 February 2019. 
7. Bemis, C. E.; Nix, J. R. (1977). "Superheavy elements - the quest in perspective" (PDF). Comments on Nuclear and Particle Physics. 7 (3): 65–78. ISSN 0010-2709.