去年，德国科学家着手创造宇宙中最重的已知元素：119号元素。他们花了五个月时间试图将两种较轻的元素的原子融合成一个原子核中含有119个质子的大原子。与其他人工创造的超重元素（质子数在103个或以上）一样，119号元素会在极短的时间内衰变。科学家们努力制造越来越重的元素，以赢得声誉（冷战期间，美苏科学家经常就其发现争夺头功），并了解控制原子核行为的规律。自去年年底结束实验以来，德国研究人员一直在筛选TB级别的数据，希望能找到119号元素的迹象。如果他们找到证据，科学家们不仅将赢得命名权，还将做一件更不寻常的事：为元素周期表增加新的一行。
119号元素的合成方法
1) 加速
位于德国达姆施塔特GSI亥姆霍兹重离子研究中心的线性粒子加速器，在一条400英尺长的管道中，将离子化的钛束加速到每小时超过6700万英里——这是光速的10%。
2) 碰撞
五个月来，离子化的钛束一直撞击在布满锔原子的靶材上。科学家们预测，每数十亿次撞击中，一个拥有22个质子的钛原子，会以恰当的速度和位置与一个拥有97个质子的锔原子碰撞，从而形成一个拥有119个质子的新原子。
3) 分离
新形成的超重原子比离子化的钛更重，移动速度也慢得多——只有光速的2%。它们对磁场的反应也不同。利用强大的磁铁，科学家可以将119号元素从钛中分离出来，并引导到探测器中。
4) 探测
119号元素的原子会嵌入硅探测器中。这种新元素具有放射性，在探测器中时，它会以可预测的方式释放出阿尔法粒子——两个质子和两个中子。探测器会记录下这些衰变，科学家们可以利用这些信息来证明新元素的存在。
数字统计
重元素发现简史
1) 43号
锝
1937年，Emilio Segrè合成了第一个人工元素锝。它只有43个质子，是最小的没有稳定同位素的元素*。
2) 92号
铀
自1789年发现铀以来，法国物理学家Antoine Becquerel在1896年发现其放射性性质，这期间已过去100多年。
3) 93-103号
镎–镄
1940年，伯克利物理学家合成了比铀更重的第一个元素93号，后来命名为镎。紧随其后的是94号元素钚。物理学家在1940年至1961年间合成了95号至103号元素。
4) 104-106号
铹–鿫
1966年至1974年间，苏联和美国的研究人员在104号至106号元素的归属问题上发生了争执。美国获得了104号和106号；俄罗斯获得了105号。
5) 107-112号
𬭀–哥本尼切割
1981年，GSI亥姆霍兹重离子研究中心的研究人员首次证实了107号元素。在接下来的15年里，他们合成了108号至112号元素。
6) 113-118号
Ununtrium–Ununoctium
2003年至2011年间，来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室和俄罗斯联合核研究所的科学家们合作发现了113号至118号元素。
7) 119号？
常见问题解答
有多少种元素？
模型预测最重的元素将有126个质子。再高下去，原子核就会过于不稳定而无法维持。模型还表明，一个“稳定岛”——即元素周期表中原子核不易发生放射性衰变的区域——存在于超重元素之中。
名字是怎么来的？
国际纯粹与应用化学联合会批准每种元素的名称。这个过程需要数年时间，部分原因是研究小组必须验证初步的实验结果。在等待永久命名期间，超重元素会使用拉丁语占位符。117号元素被称为ununseptium，结合了拉丁语中的“一”、“一”和“七”的意思。
本文最初刊登于《大众科学》2013 年 5 月刊。在此处查看本期杂志的其他内容。
*本文早期版本错误地指出，锝是铀以下唯一放射性元素。对此我们深表歉意。
