科學(xué)家們離創(chuàng)造有史以來最重的元素更近了一步

在現(xiàn)代煉金術(shù)的壯舉中，科學(xué)家們使用一束汽化鈦創(chuàng)造了地球上最重的元素之一——他們認(rèn)為這種新方法可以為更廣闊的視野鋪平道路。

這是新技術(shù)首次成功生產(chǎn)出超重元素，其中一大塊稀有同位素鈦 50 被加熱到近 1650 °C （3000 °F） 以釋放射向另一種元素的離子。利莫里姆.

Livermorium 于 2000 年首次合成，它不是人類創(chuàng)造的最重的元素（那將是奧加內(nèi)森，原子序數(shù) 118）。

那么，如果最近在勞倫斯伯克利國家實驗室 （Lawrence Berkeley National Laboratory） 出現(xiàn)了幾個 livermorium 原子，那又有什么大不了的呢跟蹤元素周期表可能會問？Livermorium 是“如此 Y2K”，只有 116 個質(zhì)子。

但是，將鈦梁與钚融合以產(chǎn)生釹只是對更大（或者更確切地說，更重）的東西的試運行?？茖W(xué)家們希望創(chuàng)造一種有史以來最重的元素：鎧，具有 120 個質(zhì)子。

“這種反應(yīng)以前從未被證明過，在我們開始嘗試制造 120 之前，必須證明它是可能的，”說伯克利實驗室的核化學(xué)家杰克林·蓋茨 （Jacklyn Gates） 領(lǐng)導(dǎo)了這項研究。

鈣 48 及其 20 個質(zhì)子一直是首選光束，因為它的 '幻數(shù)' 的質(zhì)子和中子使其更加穩(wěn)定，有助于它與目標(biāo)聚變。

鈦 50 并不是“神奇的”，但它具有達(dá)到更重原子量所需的 22 個質(zhì)子，而不會重到簡單地散架。

“嘗試使某種東西比新元素更容易一點，看看從鈣束到鈦束如何改變我們產(chǎn)生這些元素的速度，這是重要的第一步，”伯克利實驗室的物理學(xué)家 Jennifer Pore解釋.

“用鈦制造 116 號元素驗證了這種生產(chǎn)方法是否有效，我們現(xiàn)在可以計劃尋找 120 號元素。”

該團(tuán)隊在伯克利實驗室的88 英寸回旋加速器，它將鈦的重離子加速成足夠強(qiáng)大的光束，使其能夠與目標(biāo)融合。畢竟，它只產(chǎn)生了兩個微不足道的肝原子。

使用此方法通過將光束對準(zhǔn)锎-249，將比以前的路線提供的速度快得多，但這仍然會很艱難。

“我們認(rèn)為制作 120 比制作 116 所需的時間長大約 10 倍，”說伯克利實驗室核物理學(xué)家 Reiner Kruecken。

這標(biāo)志著美國能源部伯克利實驗室重返超重元素競賽，這是一個元素發(fā)現(xiàn)的領(lǐng)導(dǎo)者在 20 世紀(jì)。

至少從 2006 年開始，世界各地的科學(xué)家就一直在競相生產(chǎn)鈮，當(dāng)時核子聯(lián)合研究所進(jìn)行了第一次嘗試。德國 GSI 亥姆霍茲重離子研究中心的科學(xué)家在 2007 年至 2012 年期間進(jìn)行了多次嘗試，但沒有成功。

現(xiàn)在，隨著來自美國、中國和俄羅斯的研究人員紛紛投入其中，人們不得不想知道未來的應(yīng)用究竟會是什么。

“美國重返這場競賽真的很重要，因為超重元素在科學(xué)上非常重要，”沒有參與這項研究的核物理學(xué)家維托爾德·納扎雷維奇 （Witold Nazarewicz） 說，告訴羅伯特服務(wù)科學(xué).

元素 120 接近理論 '穩(wěn)定島“，這是超重元素的天堂，由于其質(zhì)子和中子的”神奇數(shù)字“，其半衰期非常長。

這些長壽命、穩(wěn)定的超重元素有望為科學(xué)家提供研究原子行為的極端測試核物理模型，并繪制原子核的極限.

本文發(fā)表于物理評論信.

本文的早期版本發(fā)表于 2024 年 8 月。

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