日本团队声称发现神秘的 113 号元素,并可能为其命名

该声明需要化学权威机构的核实,但该团队表示,这是迄今为止证明这种高度不稳定的元素的最有力证据。
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日本研究人员声称,他们已看到长期寻找的113号元素的决定性证据,这是一种超重、超不稳定的元素,位于元素周期表底部附近。该发现尚未得到国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的核实,IUPAC负责管理元素周期表和元素的命名——但如果IUPAC批准,该研究团队将可能成为亚洲第一个命名自然界基本原子之一的团队。

超重元素不天然存在,必须在实验室中发现,使用粒子加速器、核反应堆、离子分离器和其他复杂设备。由RIKEN加速器科学中心(RIKEN Nishina Center for Accelerator-based Science)的Kosuke Morita领导的科学家们已经追踪113号元素九年了,并声称已经看到过几次——但该团队今天表示,证据从未如此清晰。

在8月份的一项实验中,该团队使用了一种定制的充满气体的反冲离子分离器,并配备了一个能够识别原子反应产物的半导体探测器。他们通过加速锌离子,使其达到光速的10%,然后撞击一块铋,从而产生了113号元素。当锌和铋原子融合时,它们产生了一个含有113个质子的原子。这个原子迅速衰变,变成了一系列“子”产物,每个产物都比母原子轻一个α粒子(两个质子和两个中子)。这些子核是113号元素的清晰后代,并且是113号元素的后代,因此可以确定其存在。

卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)核化学家、已退休的Paul J. Karol将主持IUPAC联合工作组,该工作组将调查此项声明。他通过电子邮件表示,虽然该小组仍处于审查过程,但结果“非常令人鼓舞”。

早在2004年和2005年,同一个RIKEN团队在四次衰变事件中发现了疑似113号元素,其中包括一种铹(105号元素)同位素的自发裂变。但最终的子产物并非113号元素的确定亲属,因此IUPAC未予承认。这一次,α衰变链更清晰:从113号元素的重同位素,到其亲属钫(111号元素)、钪(109号元素)、鿫(107号元素)、铹(105号元素)、镄(103号元素)和钔(101号元素)的同位素。

一篇描述这一衰变链的新论文将发表在《日本物理学会杂志》上。

Karol表示,包括俄罗斯和美国科学家在内的杜布纳合作组织(Dubna collaboration)也提交了另一同位素113号元素的结果供审查。“两组都做得非常
彻底和严谨,但联合工作组尚未带着批判的眼光审视细节,”Karol说。

元素周期表几乎已满。在过去的几年里,世界各地的团队已经报告发现了最后剩余的元素:113、115、117和118。截至6月,IUPAC仍在评估这些发现的声明。目前尚未做出任何分配,但IUPAC和IUPAP联合工作组正在考虑中。如果IUPAC承认这一发现,RIKEN团队将有机会命名113号元素。

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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