科學家距合成超重元素「120號元素」又近一步

科學家發現了一種創造超重元素的新方法，即向高密度原子發射超高能量離子束。研究團隊認為，此方法有可能幫助合成假設中的「120號元素」，它將比任何已知元素都更重。

目前，元素週期表上列出了118種已知元素，從原子核只有一個質子的氫，一直到2016年正式命名的鿫，其原子中心至少含有294個亞原子粒子（118個質子和至少176個中子）。然而，研究人員從理論上推斷，宇宙中應該存在更重的元素，甚至還預測了這些元素的外觀和特性。但要找到它們，我們要麼得在地球上找到新的合成方法，要麼就得在太陽系中仔細搜尋它們可能的蹤跡。

最有希望被合成的兩個元素候選者，分別是暫名為ununennium的119號元素，以及又稱為unbinilium的120號元素。這些元素質量極大，現有的元素週期表七個橫列都容不下它們。若成功合成，它們將被新增到這張經典表格全新的第八橫列中。然而，儘管多次嘗試，它們都尚未被合成出來。

在10月21日發表於《物理評論快報》的一項新研究中，研究人員展示了一種創造超重元素鏌（116號元素）的新技術，即使用蒸發的鈦離子（帶電原子）轟擊鈽-244（一種含有額外中子的鈽同位素）。研究人員認為，同樣的技術可用於合成120號元素，只要用鈦離子轟擊比鈽更重的鉲同位素。研究作者寫道，這項新研究是一個重要的概念驗證，將使科學家們加快尋找這個假設元素的步伐。

「在嘗試合成120號元素之前，證明這個反應可行至關重要，此前從未有人證明過。」該研究的主要作者、加州勞倫斯伯克利國家實驗室（伯克利實驗室）的核科學家傑克琳·蓋茨在一份宣告中表示，「創造一種新元素是極為罕見的成就。能參與這個過程，並且有一條充滿希望的道路，令人感到興奮。」

然而，研究人員可能還需要一段時間才能合成120號元素。在這項研究中，伯克利實驗室的88英寸迴旋加速器持續向鈽同位素發射鈦離子，花了超過22天才合成了兩個鏌原子。而合成120號元素可能需要更長的時間。

「我們認為，合成120號元素所需的時間大概是合成116號元素的10倍。」研究的共同作者、伯克利實驗室的核科學家萊納·克魯肯在宣告中表示，「這並不容易，但現在看來是可行的。」

通常，超重元素一旦形成就會迅速衰變，因為它們極不穩定。然而，研究人員預測，一旦元素達到一定的大小，它們將進入一個「穩定島」，在那裡它們的存在時間將比目前已知的超重同位素長得多。

研究作者稱，120號元素有望進入這個穩定島，這意味著它的合成將為超重元素的研究開闢一系列可能性。然而，這個假設元素也有可能不會如預期那樣表現。

「當我們試圖合成這些極其罕見的元素時，我們正站在人類知識和理解的邊緣，沒有人能保證物理規律會如我們所預期的那樣運作。」研究的共同作者、伯克利實驗室的核科學家詹妮弗·波爾在宣告中表示。

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