科學家首次用鈦粒子束創造出元素116「鉝」，為合成元素120做好準備

加州勞倫斯柏克萊國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的一個科學家團隊今天宣布，他們首次使用鈦粒子束成功創造出鉝（Livermorium），也就是元素116。

這一成就使科學家們更接近「穩定島」（island of stability）的理論，即超重元素可能存在一個長壽命的區域，更容易進行研究。

柏克萊實驗室核科學主任雷納·克魯肯（Reiner Kruecken）在一份實驗室新聞稿中表示：「我們需要自然界的眷顧，而自然界也眷顧了我們。我們認為製造120號元素的時間可能是製造116號元素的10倍。這並不容易，但現在看起來是可行的。」

該團隊今天宣布該發現，並在2024年核結構會議上發表。團隊的論文將很快在預印本儲存庫arXiv上發表，並已提交給《物理評論快報》（Physical Review Letters）。

▲ 圖表展示了使用鈦-50和鐦-244產生元素116的新方法。圖片來源：Jenny Nuss/柏克萊實驗室

鈦粒子束產生元素116

研究人員使用了一束鈦-50（鈦元素的一種同位素）來嘗試產生元素116，也就是鉝。他們成功了，這是柏克萊實驗室製造的最重的元素。該實驗室的研究人員迄今已參與發現了16種元素，從鎝（43）到（106）。

柏克萊實驗室領導此次研究的核科學家傑奎琳·蓋茲（Jacklyn Gates）在同一份新聞稿中表示：「我們非常確信我們看到了元素116及其子粒子。它有大約兆分之一的機率是統計異常。」

為了將鈦變成粒子束，科學家們加熱了一塊鈦元素，直到它在近3000華氏度（1649攝氏度），直到它開始蒸發。然後，團隊用微波轟擊鈦，移除其22個電子，並準備好離子在柏克萊實驗室的88英寸迴旋加速器中加速。

鈦離子被瞄準一個目標（在這次的情況下是鈽），每秒有數兆個離子撞擊目標，融合成一個全新的元素。團隊最終在22天的運作中製造出兩個鉝原子。使用鈦作為粒子束是一種製造重元素的新方法；之前，元素114到118是用鈣-48的粒子束製造的。

柏克萊實驗室重元素組的核物理學家珍妮佛·波爾（Jennifer Pore）表示：「當我們試圖製造這些極其稀有的元素時，我們站在人類知識和理解的絕對邊緣，不能保證物理學會按照我們的預期工作。用鈦製造元素116證明了這種生產方法有效，我們現在可以計劃尋找元素120。」

如果團隊在這次探索中取得成功，他們可能會創造120號元素，這將是迄今為止創造的最重原子。120號元素將成為所謂的穩定島的一部分，這是一類超重元素，比迄今為止發現的超重元素存活時間更長。

根據實驗室的新聞稿，合成元素120的嘗試可能在2025年開始，如果團隊成功，製造出該元素可能需要幾年的時間。這些物理學家正在探索元素週期表的深處，希望找到一個更重、壽命更長的原子極限。