美国基础科学突破性进展！新合成116号元素，120号新元素发现在望

美国基础科学领域可能又迎来了一个突破性进展。劳伦斯伯克利国家实验室7月24日宣布，他们已利用钛粒子束首次合成了 116 号元素（Lv)，为寻找第120号新元素迈出了至关重要的一步，合成120号元素的工作将于明年正式开始进行。

如果能够发现第120号元素，这将是一个历史性的时刻。目前元素周期表共有7行118个元素，120号元素将成为有史以来最重的原子，并且位于新的第八行，而且它位于理论上的“稳定岛”，有可能衰变时间更长，有潜力进行更深入的研究。

合成新元素的方法是将较轻的粒子束，加速到光速的约十分之一，然后去轰击重原子核，以克服带正电荷的原子核之间的静电排斥力，让强核力发挥作用，将两者融合在一起形成新元素。

这一过程极为复杂，极难控制，并且形成新元素的几率极低，还极其容易在极短的时间内衰变，所以还需要极为复杂、极其精密的仪器来分离检测。美国和俄罗斯的实验室合作，在上世纪末本世纪初相继发现了多个新元素，目前已到了118号元素鿫(Og)，其中和伯克利实验室有关的就有16个。

此前在合成元素周期表第7行最后一个元素118号鿫的时候，科学家们是用钙-48（20个质子）去撞击锎-249（98个质子），迄今为止一共只合成了5个鿫原子。116号元素也仅合成了约30个原子，其中还包括鿫衰变形成的。

这意味着科学家们用已熟练掌握的钙粒子束，去合成新元素已基本走到尽头，要合成更重的元素必须另找出路。

那么出路在哪里呢？我们必须首先弄明白为什么要用锎。锎也只能通过人工合成，但它是重元素中最稳定，同位素半衰期从十几天到几百年不等，而其他重元素都很短，并且生产难度大，产量也极少，因此锎就成了生成更重元素的材料专业户。

而锎的质子数是98，这意味着要生产比118号更重的元素，就需要比钙（20个质子）更重的粒子束，钛（22个质子）粒子束也因此进入了科学家们的视野。然而更重的粒子更难控制，并且实操经验也很少，因此伯克利实验室选择先用它来合成更容易的116号，以验证钛粒子束合成重元素的可行性。

在这次实验中，科学家们将钛-50粒子束用88英寸回旋加速器加速到282Mev的能量，然后去撞击钚-244（94个质子），世界上第一次用钛粒子束合成了，只是生产截面略低——你可以理解为合成的概率较小，22天才生产出了两个原子，但重要的是证明了这种方法的可行性，为人工合成120号新元素迈出了最关键的一步。

伯克利实验室表示，他们将于明年开始正式进行合成120号元素的实验，方法是用钛-50粒子束去撞击锎-249，预计其生产截面更小，几率更低，合成时间可能会比116号元素长10倍，所以可能需要几年时间，我们才能看到新元素的诞生。

那时候的元素周期表可能就是这个样子了，不要骂娘，多背一个元素而已，119号元素目前也正在由日本和俄罗斯的团队合成。121号及以后的元素，现有技术可能就基本无法合成了，因为半衰期预计在1微秒之内，连探测器都无法到达，合成了可能也无法检测到。