超重元素“鈇”新研究将开启通往“稳定之岛”的新航线

自然界中发现的最重的元素是铀，它的原子核含有92个质子和146个中子。由于带正电的质子数量增加，较重元素的原子核变得越来越不稳定。因此，它们的衰变速度越来越快，通常在几分之一秒的时间内。

然而质子和中子的“神奇”组合可能会导致元素的寿命迅速延长。正是这样一种“神奇”的质子数，长期以来一直被预测为元素鈇，它在周期表中的原子序数为114。在20世纪60年代末，隆德大学物理学家Sven-Gösta Nilsson等人提出了一个理论，即在当时仍未发现的114号元素周围应该存在这样一个稳定的岛屿。

“这是核物理学中的一个圣杯。许多人都梦想着能发现像长寿甚至稳定的超重元素这样的奇异事物，”隆德大学核物理学博士生Anton Såmark-Roth说道。

受Nilsson理论的启发，研究人员对鈇元素进行了详的研究并取得了突破性发现。该实验由隆德大学教授Dirk Rudolph领导的一个国际研究小组进行。

在德国达姆施塔特的粒子加速器设施GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung的FAIR Phase-0研究项目框架内，多达6×10¹⁸个钙-48原子核被加速到10%的光速。它们轰击了一层稀有的钚-244薄膜，通过原子核聚变可以一次创造出鈇，一次一个原子。在长达18天的实验中，研究小组随后在隆德专门开发的一个检测装置中记录了约几十个鈇核的放射性衰变。

通过对衰变碎片和它们被释放的时间的精确分析，研究小组可以确定鈇的新衰变分支。结果表明，这些分支无法跟该元素之前预测的“神奇”特性相协调。

“我们非常高兴的是，围绕我们的实验装置的所有技术在实验开始时都能正常工作。最重要的是，能从控制室实时跟踪几个鈇核的衰变是非常令人兴奋的，”隆德大学核物理学博士后Daniel Cox说道。

发表在研究杂志《Physical Review Letters》上的新成果将对科学有相当大的帮助。研究界不再寻找114号元素周围的稳定岛，而是可以关注其他尚未发现的元素。

“这是一个要求很高但当然是非常成功的实验。现在我们知道了，我们可以从114号元素继续前进，转而在120号元素周围寻找，这还没有被发现。现在，通往稳定之岛的航行将采取新的路线，”Anton Såmark-Roth总结道。

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