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迄今為止人類合成的最後一種元素

美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室2006年10月16日宣佈,該實驗室科學家與俄羅斯科學家合作,利用俄方的迴旋加速器裝置,成功合成了118號超重元素,並觀察到其存在了不到1毫秒時間。

科學家宣稱,他們通過設在俄羅斯杜布納的U400迴旋加速器實驗裝置,兩次將高速鈣-40離子加速,用來轟擊人造元素鉲-249,從而製造出3顆新原子。每顆新原子的原子核包含118個質子和179箇中子。也就是說,這種新元素在元素週期表中的序號為118,原子量為297。其中一個原子是在2003年的試驗中獲得;另外兩個則是在2005年年初的試驗中獲得。

科學家們觀察到了118號超重元素的原子“衰變鏈”過程,證實了這一新的超重元素的存在。這種擁有118個質子的元素是已知最重的元素,也是第一種人造惰性氣體。這種超重元素存在的時間極其短暫,約有0.9毫秒,即萬分之九秒,之後即迅速衰變為原子量較小的其他元素:先是釋放出一顆由兩個質子和兩個中子組成的阿爾法粒子,衰變為已知的116號元素,然後再度釋放出一顆阿爾法粒子,衰變為114號元素,接著更進一步衰變為112號元素(Cn),它最終裂變為兩顆大小差不多的其他原子。

118號超重元素從加速器執行到測試儀。如果這次合成的118號超重元素最終得到證實,門捷列夫元素週期表將增添新成員,新元素將排在氡氣之下。得到認可的最新一種元素是第118號元素。

離奇的“失竊案”

事情看起來一切正常,勞倫斯—伯克利的研究小組甚至已經把目光投向了下一個元素:第119號元素。剩下的工作就是由世界上的其他科學家重複他們的試驗,製造出更多的第118號元素。參加這項工作的科學家來自德國達姆施達特的重粒子研究院(GSI)、法國國家重粒子加速器(GANIL)和日本的物理與化學研究院(RIKEN)。

然而,這件事並非人們想象的那樣簡單,德國、法國和日本的研究組無論如何都不能製造出第118號元素——新元素產生的機率實在太小了,任何不確定因素都可能使實驗完全失敗。勞倫斯—伯克利的研究小組回過頭來重複做這個實驗,結果他們自己也製造不出這種元素了。

第118號元素在元素週期表上離奇的消失了,再沒有比這離奇的失竊案更令人困惑。勞倫斯—伯克利的研究小組於是重新分析了1999年的原始實驗資料。分析的結果表明,所謂“發現118號元素”的結論是不成立的,實驗資料並不能表明他們曾經觀測到了理論預測的α衰變。

於是,在2012年8月,勞倫斯—伯克利的研究小組向《物理評論快報》再次提交了一份報告,宣佈撤回他們對該項研究的已發表的宣告。研究組的成員表示,他們還不知道到底是什麼原因造成了這次事件,已經有了好幾個對此事的解釋,然而它們全都不十分可靠。因此,還不能斷言到底為什麼第118號元素得而復失。

不過這件神祕的“失竊案”倒是說明了一個道理:科學不是永遠不犯錯誤,然而科學有自我糾錯機制,這就確保了科學最大的正確性。得出事實的科學實驗應該是可重複的,如果不可重複,科學就不能接受它。可重複性是科學最根本的一條準則。另外一個例子是磁單極:有人曾經聲稱在單次觀測中發現了磁單極的蹤跡。但是僅憑這一項證據並不能證明磁單極的存在,無論這項證據是實驗的誤差造成的,或者確實是真的。只有如此,才能保證我們得到的事實是客觀的。

失而復得

2016年6月8日,國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)宣佈,將合成化學元素第118號(Og)提名為化學新元素。該新元素由美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和俄羅斯的科學家聯合合成,為向超重元素合成先驅者、俄羅斯物理學家尤里·奧加涅相致敬,研究人員將第118號元素命名為oganesson(縮寫Og)。

2017年1月15日,全國科學技術名詞審定委員會聯合國家語言文字工作委員會組織化學、物理學、語言學界專家召開了113號、115 號、117號、118號元素中文定名會,確認了118號元素的中文名稱,需經上報教育部批准後正式公佈。

2017年5月9日,中國科學院、國家語言文字工作委員會、全國科學技術名詞審定委員會在北京聯合召開發表會,正式向社會發布118號元素。

科學家們最終確定,Og是118號元素Oganesson的縮寫,中文名為<氣奧>,讀音:ào,是一種人工合成的稀有氣體元素,原子序數為118。在元素週期表上,它位於p區,屬於18族,是第7週期中的最後一個元素,其原子序數和原子量為所有已發現元素中最高的,是人類迄今為止已合成和已有恰當合成方法的最重元素。

向為人類進步做出奉獻的科學家致敬。

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