劳伦斯伯克利实验室成功合成116号元素，120号新元素发现在望

劳伦斯伯克利实验室成功合成116号元素，120号新元素发现在望

近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室宣布了一项重大科学突破：他们成功合成出宇宙中已知第三重的元素——116号元素鉝（Lv）。这一成就不仅展示了他们在合成超重元素领域的领先地位，更为未来合成元素周期表中最重的元素120号元素奠定了坚实的基础。

研究团队采用了一种创新的方法来制造鉝元素。他们将一束带电的钛原子与钚靶进行碰撞。具体来说，实验过程包括以下几个关键步骤：

1. 高温蒸发：首先，研究人员使用稀有的钛同位素，在1650摄氏度（约3000华氏度）的特殊烤箱中将其蒸发。

2. 微波离子化：接着，他们利用微波将炙热的钛蒸气转化为带电的钛束。

3. 粒子加速：随后，钛束被送入粒子加速器，当其速度达到光速的10%左右时，与钚靶发生碰撞。

4. 探测与分析：碰撞产生的碎片击中探测器，显示出两个鉝原子的特征。尽管每个鉝原子都迅速衰变为其他元素，但测量结果非常精确，这一发现偶然出现的概率只有万亿分之一。

这一突破具有重要的科学意义。密歇根州立大学的迈克尔·特内森表示，最新研究增加了合成元素120的可行性。创造出元素120将有助科学家进一步理解决定重元素稳定性的强作用力，研究该元素也可以帮助他们了解此类元素在早期宇宙中是如何形成的。

尽管取得了重要进展，但合成更重的元素仍面临诸多挑战：

1. 静电排斥力：当两个原子核靠近时，由于它们都带有正电荷，会产生强大的静电排斥力，这使得原子核难以融合。

2. 量子效应：在微观世界中，量子效应会影响原子核之间的相互作用，从而对原子核的结合产生影响。

3. 生产几率极低：在合成新元素的过程中，只有非常少量的原子核会成功结合，因此需要非常高的精准度才能保证成功率。

尽管面临重重挑战，科学家们依然充满信心。劳伦斯·伯克利国家实验室重元素团队负责人Jacklyn Gates表示，他们计划用钛装置重复合成鉝，以缩小最佳实验参数。然后，研究人员计划与美国橡树岭国家实验室的科学家合作，产生一个锎靶用于实验，目的是制造120号元素。

Gates估计，一旦实验启动，研究人员将需要100至200天的运行时间，用钛束轰击锎，才能产生120号元素。实际上，这需要两到三年的时间。俄罗斯联合核子研究所弗雷洛夫核反应实验室负责人Yuri Oganessian则认为，这大约需要6年的连续运行时间，更多的预备实验将帮助科学家学会如何缩短这一时间。

这一突破不仅是对人类认知极限的挑战，更是对自然界基本规律的深刻探索。正如一位科学家所说：“这真的是一件非常非常困难的事情，但正是这种挑战激发了我们对科学的热爱和对未知的渴望。”随着科学技术的不断发展，未来可能会出现新的材料或新的技术，从而使科学家们能够更有效地合成新元素。而且随着新元素的发现，科学家们也会发现新的化学性质，从而为核物理学、化学以及材料科学带来新的研究方向。