核物理学家长期以来一直怀疑存在比任何已发现的原子都要重得多的原子,但他们缺乏合成它们所需的技术。现在,一个美俄联合团队发现了两个新元素——元素周期表上的第113号和第115号元素——这预示着创造新形式物质的突破即将到来,这将考验我们对原子行为的理解。
超重元素几乎在被创造出来的瞬间就会衰变。然而,这两个新元素似乎是人们长期寻找的相对长寿命原子家族中的首批成员。“你正在进入一个看起来稳定性增强的区域,”加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Joshua Patin说,他是这个合作项目的主要数据分析师。为了找到这些元素,他和利弗莫尔以及俄罗斯联合核研究所的同事们在一个回旋加速器中将离子(带电原子)与其他目标原子相撞。回旋加速器是一种利用磁场将原子核加速到高速的机器。研究人员用钙-48轰击放射性镅-243,以每秒一万亿个钙原子的速度射向镅靶,希望原子偶尔会粘在一起形成新的物质。在回旋加速器昼夜不停运行一个月后,Patin及其团队各自产生了四个新元素的原子,足以研究它们如何衰变。
元素115存活1/100,000秒后衰变为元素113,后者又在稍长于一秒的时间后衰变。在重元素的世界里,这些看似短暂的寿命简直是永恒。这一发现证实了核物理学中一个长期存在的理论,即在元素周期表的边缘存在一个稳定性增强的区域。对于每一个被发现的新元素,可能存在许多尚未发现的同位素(相同元素的不同版本),其中一些可能非常稳定。接下来,该团队将目标锁定在元素117和118。“你可以把这个图表区域看作是一个拼图,”Patin说。“我们得到了拼图的碎片,但最近发现的许多元素的同位素尚未被发现。”














