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프랑스 가닐연구소의 핵물리학자 버트람 블랑크 연구팀이 새로운 구조의 원자핵을 발견했다. 중성자의 수보다 8개나 더 많은 양성자를 가진 니켈-48(28개의 양성자와 20개의 중성자) 원자핵이다. 보통 니켈원자핵(니켈-58)은 양성자 28개, 중성자 30개로 이뤄진다.

원자핵에서 양성자와 중성자는 ‘핵력’에 의해 서로 단단히 결합돼 있다. 그러나 동시에 같은 (+)전하를 띤 양성자들은 전기적 척력에 의해 서로를 밀쳐낸다. 만일 양성자가 중성자에 비해 많으면 전기적 반발력이 우세해져 핵은 붕괴된다. 이 때문에 자연계의 거의 모든 원자핵은 양성자보다 중성자를 더 많이 갖고 있다.

그러나 양성자가 중성자보다 많더라도 원자핵이 안정될 수 있음을 설명하는 이론이 있다. 원자핵에서도 마치 전자궤도처럼 특정 에너지준위를 갖는 원자핵궤도가 존재하는데, 양성자와 중성자가 궤도를 꽉 채우면 원자핵의 구조가 보다 안정된다는 설명이다. 니켈-48은 이 이론을 뒷받침해주는 한가지 사례다.

연구팀은 니켈-48을 얻기 위해 자연계에 존재하는 니켈-58끼리 충돌시켰다. 이때 생성된 수많은 원자핵들의 전하량과 질량을 측정한 결과, 연구팀은 수백만개의 원자핵 중에서 2개의 니켈-48을 찾아냈다.

이 니켈-48은 1초도 채 안되는 찰나에 자체적으로 붕괴했다. 앞으로 좀더 오래 버티는 종류가 발견된다면 니켈-48에 대한 자세한 성질을 조사할 수 있을 것이다.