来自新西兰梅西大学、德国美因茨大学、法国索邦大学和稀有同位素束实验室(FRIB)的科学家们讨论了元素周期表的极限,并随着超重元素研究的最新进展修改了“稳定岛”的概念。他们的研究成果首次发表在《自然评论》的物理栏目上。
在《自然评论物理学》专题之外,《物理学报告》也发表了超重元素原子电子结构理论的评论。
什么是最重的束缚核和最重的束缚原子,它们的性质是什么?超过103个质子的化学元素的原子核被标记为“超重的。它们是这些原子核中一个巨大的未知领域的一部分,科学家们正试图揭开这个领域的面纱。探索这个未知的领域提供了广泛科学领域的发展前景。
正在建造新的实验设施,以帮助科学家在电子、质子和中子数量巨大的情况下发现原子及其原子核的性质。这些设施将产生原子序数和质量极限的新元素和核素。超重核的产生率极低。
从这些实验中获得的物理和化学数据表明与较轻的元素和同位素有偏差。这让科学家们质疑元素周期表和核素图的边界还能扩展到什么程度。评估“扩展稳定半岛”的存在也是一个科学目标,在那里超重核的寿命可能超过目前发现的非常短的寿命。
此外,原子结构理论的进展集中在超重元素及其预测的电子基态构型,它们对元素在周期表中的排列非常重要。
由于巨大的静电力的存在,超重原子中的电子可以接近光速。此外,超重核中很强的库仑力也会引起新的效应。这是原子与原子核理论的新局面。
在FRIB,科学家们将研究如何到达更靠近稳定性增强区域的超重核。许多超重核目前还无法测量,因此有关它们的信息必须来自理论外推。FRIB的核理论家对超重核使用先进的模型,应用高性能计算和机器来帮助研究。
研究元素周期表和超重区域的核景观将产生新的思想和方法,将影响核和原子物理学、天体物理学和化学。
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