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我们想要知道,宇宙到底允许物质存在到多重?宇宙物质的边界在哪?119与120号元素的博弈

已有 357 次阅读 2026-2-21 10:38 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

跨越极限:向第八周期与“稳定岛”进军

人类对物质边界的探索从未止步。随着第七周期118号元素鿫(Og)的正式归位,物理学家们并未鸣金收兵,而是将目光投向了更加神秘的第八周期。目前,全球顶尖的实验室正聚焦于119号与120号元素的合成,这不仅是为了在周期表上增添新行,更是为了验证核物理中引人入胜的“稳定岛”假说。按照理论预测,当质子数和中子数达到特定的“幻数”比例时,这些转瞬即逝的超重元素可能拥有超乎寻常的稳定性,甚至能保存足够长的时间供人类研究其奇特的化学性质。

开启第八周期的尝试如同在微观世界进行一场“星际穿越”。日本理化学研究所(RIKEN)正尝试用钒离子轰击锔靶,而俄罗斯杜布纳的“超重元素工厂”则动用了最先进的DC-280回旋加速器,试图通过钛离子与锎靶的对撞产生120号元素。这些实验的难度极高,合成概率低至“在几公里的跨度里投中一个移动的篮筐”。为了捕捉那千万亿分之一的碰撞机会,科学家必须让加速器连续运转数月乃至数年,这种对技术极限的压榨,正是现代大科学(Big Science)魅力的缩影。

然而,第八周期的元素或许会颠覆我们对化学规律的传统认知。由于超重原子核具有极强的静电引力,其内层电子的运动速度将逼近光速,从而产生显著的“相对论效应”。这意味着,119号元素虽然在位置上属于碱金属,但它的活泼程度可能远低于预期,甚至表现出类似于贵金属的特性;而120号元素也可能不再遵循典型的碱土金属规律。这种物理效应引发的化学性质偏移,挑战了门捷列夫周期律的普适性,迫使我们重新思考原子结构的深层逻辑。

尽管面临靶材极其稀缺和合成路径尚不明确的挑战,科学家们依然痴迷于这场“追数游戏”。这不仅是对国家科技实力的证明,更是人类好奇心的终极体现——我们想要知道,宇宙到底允许物质存在到多重?在这个过程中,每一次失败的实验和每一条微弱的衰变曲线,都在为人类构筑更完整的宇宙物质图谱。或许在不久的将来,当119号元素的名称被刻入教科书时,人类将正式踏入一个从未被触及的物质新纪元。



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