元素周期表会增加成员吗?答案是肯定的,新成员正在路上!

问我元素周期表会增加成员吗?这问题问得,就好像在问宇宙还会不会继续膨胀一样。答案不仅是肯定的,而且是斩钉截铁的、毫无悬念的。那张我们从初中化学课就开始背诵的、挂在墙上似乎亘古不变的表格,它根本就不是一本已经完结的史书,而是一部正在火热连载的探险小说。最后那几排的空白,不是印刷错误,那是留给未来的英雄们的席位。

你可能会觉得奇怪,地球上的元素不都找遍了吗?上天入地,从马里亚纳海沟的淤泥到月球带回来的岩石,还能有啥新发现?

没错,问题就在这儿。我们理解的“发现”太古典了。对于元素周期表后排的那些“大块头”——也就是所谓的超重元素——它们根本不是在自然界“发现”的,而是被人类在实验室里,用近乎神明的方式,“锻造”出来的。

想象一下这个场景,那可比任何科幻大片都来得震撼。科学家们用的不是镐头和铲子,而是一台叫做粒子加速器的巨型机器,这玩意儿简直就是元素的“创世纪熔炉”。他们会挑选两种比较轻的原子核,比如用钙(20号)的原子核,把它加速到接近光速的十分之一,然后,像打一发宇宙级别的“暴力台球”一样,狠狠地撞向一个靶子,靶子可能是锔(96号)或者锫(97号)这种本身就已经很“胖”的原子核。

在亿万次的撞击中,偶尔,就那么一次,两个原子核会奇迹般地融合在一起,而不是被撞得粉碎。那一瞬间,一个新的、更重的原子核就诞生了。那一刻,人类就为元素周期表增添了一个全新的成员。比如第117号元素“鿬”(Tennessine, Ts),就是这么来的。

但这远远没有结束,甚至可以说,挑战才刚刚开始。

这些新诞生的超重元素,简直就是元素世界里的“幽灵”。它们的存在时间短到令人发指。你眨一下眼,可能零点几秒,而很多新元素的寿命,只有几毫秒,甚至几十微秒。它们一出现,几乎立刻就通过衰变,变成了别的、更轻的元素。就像一道闪电,你刚意识到它的存在,它就已经消失在了黑暗里。科学家们必须用极其精密的探测器,去捕捉它们衰变时留下的“遗言”——那些α粒子或者γ射线,以此来反推:“嘿,刚才,就在刚才,这里确实有一个118号元素存在过!”

所以,你看,每一次为元素周期表增加新成员,都是一场在时间尽头进行的极限追捕。成本高昂,成功率极低,而且造出来的成果转瞬即逝。

那么,科学家们图什么呢?疯了吗?

当然不是。他们追求的,是一个物理学界的终极浪漫——“稳定岛”理论

这个理论简直就像是茫茫大海上的一座灯塔。我们知道,原子核里,质子带正电,互相排斥,恨不得立马分家散伙。是强大的核力把它们硬生生捆在一起。原子核越重,质子越多,这种排斥力就越疯狂,原子核也就越不稳定,寿命越短。这就像往一辆小破车里硬塞人,塞得越多,车门就越容易被挤爆。

但是,理论物理学家们通过计算预测,当原子核内的质子和中子数量达到某些特定的“幻数”时,原子核的结构会变得异常稳定,就像填满了贝壳层一样。这些由“幻数”质子和中子组成的超重元素,它们的寿命可能不再是微秒级别,而是可能长达数分钟、数小时、数天,甚至……数年!

这片由可能存在的、相对稳定的超重元素构成的区域,就被诗意地称为“稳定岛”

一旦我们真的登陆了这座“稳定岛”,那将彻底改变我们对物质世界的认知。谁知道这些稳定的超重元素会拥有怎样奇特的物理和化学性质?它们可能会开启全新的材料科学领域,甚至能源领域。这可不是什么虚无缥缈的幻想,这是驱动着全世界最顶尖的物理学家们,日复一日地进行着枯燥撞击实验的根本动力。

所以,回到最初的问题。元素周期表会增加成员吗

会的。只要人类的好奇心没有熄灭,只要我们还想知道构成这个世界的规则边界在哪里,我们就会继续建造更大、更强的加速器,用更重的“炮弹”去轰击更重的“靶子”,向着那片传说中的“稳定岛”,发起一次又一次的冲锋。

第119号、120号元素,几乎可以肯定,就在不远的未来等着我们去命名。元素周期表的第八周期,正在缓缓拉开序幕。那张我们熟悉的表格,它的故事,还长着呢。我们每个人,都是这个伟大时代的见证者。


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