理論上認為,核“穩定島”是由原子質量處于114-116之間的原子核組成的。(薩拉:我認為你指的是原子序數),我認為在我們所生活的星球上找不到這樣的元素,但有可能在一顆足夠大的恒星的超新星上找到。
那麼問題來了:
在給定一顆恒星質量的前提下,存不存在一個理論公式可以預測其超新星元素的同位素産量?
原子序數大于鐵的元素都是人工合成的,最常見的是S-過程(S表示慢)和r-過程(r表示快)中子俘獲方法。該方法的原理大緻為:從一個種子原子開始,假設為(56,26)的鐵原子,鐵原子所處的區域周圍有大量的中子(比如說超新星),然後中子開始逐漸在鐵原子上堆積。當俘獲了6個中子後,(56,26)的鐵原子變成了(62,26)的鐵原子,這時候鐵原子在一段時間内極易發生β衰變(在這種情況下,大約1分鐘),衰變的時間比俘獲下一個中子的時間更短。
在鐵原子能夠俘獲更多的中子之前,它衰變成(62,27)的钴原子,接着又衰變為(62,28)的鎳原子,直至此時鎳原子處于穩定狀态。接着,中子漸漸地在鎳原子上聚集,鎳原子的原子質量逐漸地大于周期表上其他元素的原子質量。當原子序數質量數過高時,中子俘獲會導緻原子發生裂變。因此,能否到達核“穩定島”取決于最大原子序數,該原子能夠在進行上述R過程中子俘獲不會發生裂變。
每當研究到穩定島的預測問題時,人們總是連篇累牍地闡述自己的論點:能否或者是否存在可能性通過R過程來實現核“穩定島”,各有各的說法。因此,在回答上述問題時,還沒有人确定是否有穩定的超重元素形成,這是一個探索宇宙本性的問題,而不僅僅是發現一個足夠大恒星能夠解決的。(當然,我所描述的實驗條件并不是唯一的——中子星和黑洞的二元系統也是個形成超重元素的好地方,但鑒于我還有3個問題要回答,就不再深入讨論下去了。
無論如何,還沒有人能夠做出花崗岩的箱子{除了一個人造的加速器},那麼這種可能性就是存在的)
對雙中子星合并系統GW170817的電磁觀測似乎與R過程核合成的理論模型是一緻的。本文以R過程中元素豐度為出發點的理論,大緻可以解釋銀河系中元素豐度問題。請繼續關注,我們将發現更多類似事件。
假如存在這樣的理論公式,那麼是否可以預測在宇宙中找到穩定的超重元素(114-116)的可能性大小?還是說已經有預測的結果了?
超重元素的衰變壽命已經被刻意地預測過,但正如1問中所提到的,目前無法證明有穩定的超重元素被成功地制造出來,更不用說這個可能性了。根本沒有這種穩定的超重元素,那麼其他任何東西都無從談起。
蘇宇波評論(2019.1.28):這樣的超重原子核實際上是在實驗室被合成并正式認可的;它們的衰變周期隻有幾毫秒,所以說你根本不用期望下一秒它們還存在(即使該元素的質量與太陽不相上下,它的衰變時間也隻需要幾秒鐘),例如,早在2002年就發現的Og(z=118),直到2015年才正式命名。
我們知道自己在尋找什麼樣的元素嗎?(我們可以預測這些理論上存在的元素的光譜特性嗎?)
事實上,預測超重元素的化學性質已經有約定俗成的方法——事實證明,當原子序數超過一定範圍時,你需要在量子力學的範疇内對它進行研究觀測,當你研究超重元素時,可以用來驗證量子理論是否能恰如其分地解釋某種現象,如果不能,那是不是這個理論還需要修正。人們已經竭盡全力去預測能夠完美适配超重元素的理論模型了。
如果我們知道自己所要尋找的元素,那是否有人已經開始找了呢?
當然了——事實上這個搜索的範圍包括了整個太陽系。組成太陽系的物質已經經曆太陽這個恒星形成的生命周期過程,如果超新星能夠産生超重元素的話,那麼我們周圍的宇宙空間就能找到它們(如此多的“超重元素”——科學家們有時候真的缺乏獨創性)。人們沒有試圖探測直接來自超重元素的輻射(當然這也不太可能),而是檢測隕石來證明宇宙射線是由超重元素輻射,并且還在地球和月球的隕石樣本中尋找這種證據存在的可能性,然而并沒有得到結論性的成果。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. Sara Slater- astro-激光幹涉儀
如有相關内容侵權,請于三十日以内聯系作者删除
轉載還請取得授權,并注意保持完整性和注明出處
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!