物理学家刚刚用粒子束创造了一种元素

这个实验为制造一个全新的元素铺平了道路：第120号元素，也被称为“稳定岛（island of stability）”。

加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的一个科学家小组今天宣布，他们首次使用钛粒子束制造了“（livermorium）”，即116号元素。

这一成就使科学家们更接近“稳定岛”，这是一个理论上超重元素可能长期存在的点，使它们更容易研究。

“我们需要大自然是仁慈的，而大自然是仁慈的，”伯克利实验室核科学主任赖纳·克鲁肯（Reiner Kruecken）在实验室发布会上说。“我们认为，制造120比116需要大约10倍的时间。这并不容易，但现在看来是可行的。”

该团队的发现于今天宣布，并在核结构2024年会议上发表。该团队的论文将很快发表在预印本库arXiv上，并已提交给《物理评论快报》。

钛光束产生116号元素

研究人员使用了一束钛-50（该元素的一种同位素），试图产生116号元素，即“（livermorium）”。他们成功了，使它成为伯克利实验室迄今为止制造的最重的元素。迄今为止，该实验室的研究人员已经参与了16种元素的发现，从锝（43）到锡硼（106）。

“我们非常有信心看到了116号元素及其子粒子，”伯克利实验室的核科学家杰克林·盖茨（Jacklyn Gates）在同一份新闻稿中说，他领导了最近的研究工作。“这大约有1万亿分之一的可能性是统计上的侥幸。”

为了把钛变成光束，科学家们加热了一大块钛元素，直到它在接近3000华氏度（1649摄氏度）的温度下开始蒸发。然后，研究小组用微波轰击钛，去除22个电子，并准备在伯克利实验室的88英寸回旋加速器中加速离子。

“当我们试图制造这些极其罕见的元素时，我们正站在人类知识和理解的绝对边缘，而且不能保证物理学会按照我们期望的方式工作。”

钛离子瞄准一个目标 —— 在这个例子中是钚 —— 每秒数万亿的离子击中目标，聚变成一种完全不同的元素。该团队最终在22天的手术中制造出了两个“（livermorium）原子。在光束中使用钛是制造重元素的一种新方法；此前，114到118号元素是用一束钙-48合成的。

“当我们试图制造这些极其罕见的元素时，我们正站在人类知识和理解的绝对边缘，而且不能保证物理学会按照我们期望的方式工作，”伯克利实验室重元素组的核物理学家詹妮弗·波尔（Jennifer Pore）说。“用钛制造116号元素验证了这种生产方法的有效性，我们现在可以计划寻找120号元素。”

接下来，寻找120号元素

如果这个团队在寻找中取得成功，他们将创造出第120号元素，这将是迄今为止创造出的最重的原子。第120号元素将是所谓的“稳定岛”的一部分，这是一类超重元素，比目前发现的超重元素存活的时间更长。

根据实验室发布的消息，制造120号元素的尝试可能会在2025年开始，之后如果团队成功的话，将需要几年的时间来生产这种元素。物理学家们正在周期表的最深处工作，希望找到一个更重、更长寿的原子极限。

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