突破性發現！科學家首度用鈦離子束合成第116號元素「鉝」

國際物理學家團隊在勞倫斯柏克萊國家實驗室的88英吋迴旋加速器中，首次利用鈦離子束成功合成兩個鉝原子（元素符號Lv），這項突破性進展為實驗室嘗試製造第120號新元素鋪平了道路。

研究團隊透過將鈦同位素與鈽同位素進行核融合，成功製造出這種超重元素。圖片來源：勞倫斯柏克萊國家實驗室Jenny Nuss。

目前已知的化學元素共有118種，其中90種在地球上自然存在。比鐨元素（原子序100）更重的元素，都必須透過兩個較輕元素的原子核結合才能製造出來，但並非所有組合都能成功。

現有最重的已知元素都是利用鈣-48同位素（含20個質子和28個中子）與更重元素進行核融合製成，但這種方法僅能製造到第118號元素（鿫）。這是因為特定數量的質子和中子（所謂的「魔數」）能提高鈣元素核融合的成功率，以及合成核的穩定性。

然而，要突破現有極限，科學家需要開發新的技術。在最新實驗中，勞倫斯柏克萊國家實驗室的Jacklyn Gates博士與其團隊取得重大突破，他們在88英吋迴旋加速器中加速鈦-50離子束（含22個質子和28個中子），並讓其與鈽-244（含94個質子和150個中子）的原子核進行融合。

歷經22天的實驗，物理學家成功製造出兩個鉝原子（原子序116）。這項成果證明，柏克萊實驗室有能力製造比鿫更重的新元素。

不過，製造第120號元素的難度預計將高出10至20倍。若能成功，這將成為已知最重的元素，為探索原子結構的極限和驗證核物理理論開闢新途徑。

Gates博士表示：「這項核反應從未被證實過，在嘗試製造120號元素前，我們必須先證明這種方法是可行的。創造新元素是極為罕見的成就，能參與這個過程並找到前進方向令人振奮。」

同實驗室的Jennifer Pore博士補充：「這是重要的第一步，我們先嘗試製造難度稍低的元素，觀察從鈣離子束轉換為鈦離子束對元素生成速率的影響。當我們試圖製造這些極其稀有的元素時，我們正站在人類知識與理解的絕對邊緣，無法保證物理現象會如預期般運作。」

研究團隊指出：「用鈦離子束成功製造116號元素驗證了這種生產方法的可行性，現在我們可以規劃尋找120號元素的計畫了。」這項研究成果已發表於《物理評論快報》期刊。

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參考文獻：J.M. Gates等人，2025年，《邁向新元素的發現：利用鈦-50製造鉝（Z=116）》，《物理評論快報》133卷，172502號；doi: 10.1103/PhysRevLett.133.172502