元素周期表第八周期，即將被打開物理學家正“制造”超重元素！

【手機軟件：博科園】物理學家對小原子核和大原子核之間碰撞的測量，將為制造新元素的探索提供信息，并可能導致涉及超重元素的新化學。兩個誘人的目標幾乎在實驗核物理學家的掌握之中，一種是闖入元素周期表的第八周期。到目前為止，科學家們已經(jīng)制作了前七周期的所有元素，即從氫(一個質(zhì)子)到氣體(118個質(zhì)子)，因此，合成更重的元素將開辟新天地。

另一個目標是在超重核海中定位“穩(wěn)定島”，超重元素含有的質(zhì)子越多，通常會變得越不穩(wěn)定。例如，鈮的最穩(wěn)定同位素(113個質(zhì)子)半衰期接近8秒，而Og的半衰期只有0.7毫秒。但理論家們認為，這種趨勢將會在Og以外的原子核上發(fā)生改變。物理學家推測，存在一種特別穩(wěn)定的原子核，它具有質(zhì)子和中子的幻數(shù)，具有“雙重幻數(shù)”。長壽命的超重元素將開啟一種新型化學，其中包括更長時間的反應(yīng)。

為了實現(xiàn)這些目標，實驗者需要確定如何最大限度地增加產(chǎn)生超重原子核的機會，因為據(jù)估計，合成一個原子需要三個多月的時間。要做到這一點，需要知道由于核勢的吸引力，兩個原子核在接近對方時所經(jīng)歷的排斥力?，F(xiàn)在，日本理化學研究所西田加速器科學中心的田中泰基和同事們通過向大原子核(钚和鈾)發(fā)射小原子核(氖、鎂和鈣)并測量它們的散布來測量這種排斥力。

發(fā)現(xiàn)，排斥屏障主要受形狀像橄欖球較大原子核的形變影響。與產(chǎn)生已知超重元素激發(fā)函數(shù)的比較表明，激發(fā)較小的原子核，使其接近變形的較大原子核側(cè)面，將是產(chǎn)生新超重原子核最有效的策略。如果這種趨勢對較重的原子核適用，那么只需測量較大原子核的排斥勢壘，就可以確定較小原子核的最佳能量，這只需要大約一天的時間就能完成。從這項系統(tǒng)研究中，研究人員提出了一種新方法來估計合成新元素所需的最佳入射能量。

研究團隊計劃利用這一知識制造新的超重元素，短期內(nèi)，將嘗試制造新元素，如119號元素或120號元素，一二十年后，或許能到達“穩(wěn)定島”，但不確定它在哪里。使用充氣反沖離子分離器進行測量，提取了這些系統(tǒng)的準彈性勢壘分布，并與耦合通道計算結(jié)果進行了比較。

結(jié)果表明，勢壘分布主要受氡系靶核形變的影響，也受入射核的振動或轉(zhuǎn)動激發(fā)以及俘獲前中子遷移過程的影響。通過實驗勢壘分布與蒸發(fā)殘渣截面的比較，熱熔合反應(yīng)利用了微小碰撞的優(yōu)勢，此時入射粒子沿新變形核的短軸靠近。

博科園｜研究/來自：日本理化學研究所