科学家成功合成铹的第14个同位素******
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素,也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素。铹-251具有α衰变性,可以发射出两个不同能量的α粒子。
超重元素的合成及其结构研究是当前原子核物理研究的一个重要前沿领域。铹是可供合成并进行研究的一种超镄元素,引起了人们极大的兴趣。
近日,科研人员利用美国阿贡国家实验室充气谱仪(AGFA)成功合成了超镄新核素铹-251。相关成果发表于核物理学领域期刊《物理评论C》。
此次合成铹的新同位素,运用了什么技术方法?合成得到的铹-251,具有什么基本特征?合成的铹-251对于物理、化学等学科的研究来说具有什么意义?针对上述问题,记者采访了这一工作的主要完成人之一,中国科学院近代物理研究所副研究员黄天衡。
不断进行探索,再次合成铹同位素
铹的化学符号为Lr,原子序数为103,是第11个超铀元素,也是最后一个锕系元素。“一般来说,原子序数大于铹的元素被称为超重元素。”黄天衡介绍。
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。同一种元素的同位素在化学元素周期表中占有同一个位置,同位素这个名词也因此而得名。
103号元素由阿伯特·吉奥索等科研人员于1961年首次合成。为纪念著名物理学家欧内斯特·劳伦斯,103号元素被命名为铹。锕系元素是元素周期表ⅢB族中原子序数为89—103的15种化学元素的统称,其中,铹元素在锕系元素中排名最后。
截至目前,科研人员们共合成了铹的14个同位素,质量数分别为251—262、264、266。目前合成的铹的14个同位素中,铹-251至铹-262是在实验中通过熔合反应直接合成的,铹-264和铹-266则是将原子序数更高的核素通过衰变生成的。
目前,铹的化学研究中最常使用的同位素是铹-256和铹-260。科研人员通过化学实验证实铹为镥的较重同系物,具有+3氧化态,可以被归类为元素周期表第七周期中的首个过渡金属元素。由于铹的电子组态与镥并不相同,铹在元素周期表中的位置可能比预期的更具有波动性。在核结构研究方面,受限于合成截面等原因,目前的研究仅集中在铹-255上。然而即使是铹-255,其结构能级的指认目前也还存有争议。
通过熔合反应,形成新的原子核
铹和其他原子序数大于100的超镄元素一样,无法通过中子捕获生成。目前铹只能在重离子加速器中通过熔合反应合成。由于原子核都具有正电荷而会相互排斥,因此,只有当两个原子核的距离足够近的时候,强核力才能克服上述排斥并发生熔合。粒子束需要通过重离子加速器进行加速。在轰击作为靶的原子核时,粒子束的速度必须足够大,以克服原子核之间的排斥力。
“仅仅靠得足够近,还不足以使两个原子核发生熔合。两个原子核更可能会在极短的时间内发生裂变,而非形成单独的原子核。”黄天衡介绍,如果这两个原子核在相互靠近的时候没有发生裂变,而是熔合形成了一个新的原子核,此时新产生的原子核就会处于非常不稳定的激发态。为了达到更稳定的状态,新产生的原子核可能会直接裂变,或放出一些带有激发能量的粒子,从而产生稳定的原子核。
在此次实验中,科研人员利用美国阿贡国家实验室ATLAS直线加速器提供的钛-50束流轰击铊-203靶,通过熔合反应合成了目标核铹-251。这个新的原子核产生后,会和其他反应产物一起被传输到充气谱仪(AGFA)中。在充气谱仪(AGFA)中,铹-251会被电磁分离出来,并注入到半导体探测器中。探测器会对这个新原子核注入的位置、能量和时间进行标记。
“如果这个原子核接下来又发生了一系列衰变,这些衰变的位置、能量和时间将再次被记录下来,直至产生了一个已知的原子核。该原子核可以由其所发生的衰变的特定特征来识别。”黄天衡说。根据这个已知的原子核以及之前所经历的系列连续衰变的过程,科研人员可以鉴别注入探测器的原始产物是什么。
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素,也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素(具有相同中子数的核素),还是利用充气谱仪(AGFA)合成的首个新核素。目前的实验结果表明,铹-251具有α衰变性,可以发射出两个不同能量的α粒子。
拓展新的领域,推动超重核理论研究
由于形变,若干决定超重核稳定岛位置的关键轨道能级会降低到质子数Z约等于100、中子数N约等于152核区的费米面附近。对于这一核区的谱学研究可以对现有描述稳定岛的各个理论模型进行严格检验,从而进一步了解超重核稳定岛的相关性质。由于上述原因,对于这一核区的谱学研究是当下探索超重核结构性质的热点课题。
此前的理论模型均无法准确地描述这一核区铹的质子能级演化,相关的实验数据十分有限。“本次实验的初衷为把铹的结构研究进一步拓展到丰质子区,尝试开展系统性的研究。”黄天衡表示。
研究结果表明,形成超重核稳定岛的关键质子能级在铹的丰质子同位素中存在能级反转现象。此外,研究人员还通过推转壳模型下粒子数守恒方法(PNC-CSM)较好地描述了这一现象,并指出了ε_6形变在这一核区的质子能级演化中起到的重要作用。
“此次研究指出了ε_6形变在铹的丰质子核区的质子能级演化中起到的重要的作用,对现有的理论研究提出了新的挑战,将推动超重核领域相关理论研究的发展。”黄天衡说。(记者颉满斌)
绅装骑行 一种别样体验******
2022年上海绅装骑行活动
在上海黄浦江畔、北京胡同内外、成都太古里至浣花溪,一群衣着时髦的青年男女蹬着各式复古自行车穿梭在城市的新旧街区。他们的摩登身影与建筑景观交融,相机定格的每个瞬间都像一张张精美的上世纪画报。近两个月来,国内多地兴起绅装复古骑行活动。活动照片和视频在网络上传播,一度登上某生活方式类平台的热搜榜单,引来不少网友的关注。
左为《音乐之声》男主、右为正义的cosplay
绅装复古骑行 造型靓丽引来路人拍照夸赞
上海,四川中路与南京东路交叉路口,红灯亮起,复古骑行自行车车队停下等待。几位大约六十来岁的叔叔、阿姨正准备过马路,却被一群青年男女的独特装扮吸引了目光。有人忍不住停下观看、拍照,也有人上前询问、夸赞:“你们是在拍电影吗?”“你们穿得真好看!”
这是一场绅装复古骑行活动,参与者的服装和配饰都经过精心搭配,被围观、被拍照是骑行队伍的常态。
正在上海某研究所读博士的正义是活动主创之一。如果看过电影《音乐之声》就会发现,他的穿着酷似男主角特拉普第一次出场时的装束。正义穿的是德奥交界地区的民族服饰,他在萨尔茨堡游玩时曾见到当地老人穿着这样的衣服。为了复刻这件夹克,他从东欧淘了一整套鹿骨扣子,又仔细挑选了最接近电影人物着装的灰色和绿色面料。
据了解,这次骑行活动共130人,分为8支队伍。从浦西出发,穿过老城厢的城隍庙、豫园,经轮渡抵达浦东,沿着滨江大道路过和平大钟、东方明珠,用骑行串联起城市的新与旧。
当黄浦江上的夕阳逐渐被夜色取代时,在游轮上,灯光、音乐、酒水早已齐备,他们将在此进行最佳着装的评选。
戴着金框眼镜、穿着米白色西装的Kristan,是上海一所艺术类院校的大三学生。他拿着话筒上前介绍自己的穿搭:颈间系着外公90年代的领带,无名指上戴着父亲十多年前在巴西买的猫眼石戒指。在投票环节,10多位参与者把口袋巾交到了Kristan手上,他获得了当晚的最佳男士穿搭奖。
Kristan是绅装爱好者圈子里的新人,刚刚“入坑”一年。他第一次穿西装是在高中成人礼上,第二次是大学时期参加音乐会,后来他开始逐渐尝试把西装作为日常着装。2021年,他在b站自学西装知识时,刷到了绅装骑行活动的视频。
“挺酷的。”他心里想,不如报名参加2021年的骑行活动,去看看圈内大佬们。他查看日程安排、确认活动时间,七八分钟后再回过头看报名链接,票已经抢光了。2022年,他提前做了抢票的准备:守在直播间等待报名链接公布,紧盯着电脑屏幕秒表倒计时,手上不停地点击刷新,“票不到一分钟就没了!”
正义为了参加骑行活动会精心准备着装
为在现场“隆重亮相” 参与者都会进行精心准备
抢到票的都是“幸运儿”。为了能在活动现场“隆重亮相”,参与者都进行了一番精心准备。
重庆的庞开中提前半年选择Loro Piana(圈内人称作“罗富贵”)防雨面料,定制了仿西班牙猎装风格外套,又在口袋里用丝巾增加“飘逸感”,准备就绪后专程飞到上海参加了骑行。广州的贴章花3000元复刻了美国一双1927年的皮鞋,他的朋友卡森则走低成本路线,选用不到700元的古着单品。但后来因为疫情,他们最终没能成行,只得在二沙岛附近骑着共享单车与上海骑行遥相呼应。
“平时我们喜欢考据,比如一个服装元素的起源、发展。但身边喜欢研究复古穿搭的人不多,不太有机会去分享穿搭背后的历史沉淀和我们的研究思考。如今,线下活动和线上分享是我们释放表达欲、认识朋友的一个渠道。”卡森说。
在绅装爱好者的眼中,绅装骑行就像一次文化盛会。有相近服装审美趣味的人可以借此交流穿搭经验,结识各行各业的朋友,还能见到在网络上关注已久的圈内博主。
绅装骑行活动将绅装爱好者聚集在一起
不少爱好者“入坑”时 也曾遇到周围人不解的眼光
其实,不少爱好者在最初“入坑”时也曾遇到周围人不解的眼光。20岁的Kristan穿上西装在外人眼中显得老成,以至于朋友聚会时衍生出一个固定环节——请新朋友猜他的年龄,他们的答案常常是二十六七岁。母亲最初也不太支持他穿西装,开玩笑说他长期单身的原因是穿着西装让人不敢靠近,想让他停下一段时间试试。
31岁的庞开中“入坑”7年了。他回忆,以前在纽约上学,常常看到曼哈顿的上班族西装笔挺,由此萌生了对西装的兴趣。一天,一身西装的庞开中与着装休闲的美国教授在电梯里偶遇。教授问他为什么每天都穿得这么正式?他结合《王牌特工》里的台词回答道:“西装代表态度,礼节造就君子。”
“礼之大者,莫过于衣冠。”庞开中认为,着装体现了对人的尊重。
在国内,庞开中早年也曾因穿西装被误解。朋友调侃他去相亲,路人猜测他的职业是卖保险的或房产中介。父母也曾有点担忧,他的着装与周围人不同,或许会引来他人异样的眼光。
Kristan和庞开中表示,最初入坑时的着装都难免过于商务、严肃,后来在学习和练习中摸索出自己的风格,日常生活中也常用经典西装元素搭配。庞开中开玩笑说这是一群“臭美”的人,“美是多元的,每个人都有自己的兴趣和理解,大家可以互相尊重。”
繁忙都市人 扮成向往的模样
时下,社交媒体中传播的“绅装骑行(Suit Ride)”是正义2020年在上海发起的。他是一名90后,曾在荷兰、英国求学,也曾在伦敦参加过Tweed Run活动。
“那次体验很新鲜,大家有机会穿喜欢的衣服并和相同爱好的人一起骑车,很酷。”那时,正义刚开始对英式乡村休闲风格着装文化感兴趣,喜欢上了花呢、灯绒等较为粗糙的面料营造出兼具休闲与得体的感觉。当天骑行大约5小时,他随人群一起穿过伦敦地标建筑。
2018年回国后,组织完一场校友骑行聚会,正义偶然想起在伦敦的骑行经历,便在2020年与身边朋友一起组织了第一届绅装骑行。这次活动大约有50人参加,第二年便发展到了近百人。
“伦敦的Tweed Run办了十多年,规模大、参与人数多,更像是city tour(城市观光旅游),国内早期的Vintage Ride参与者更多是自行车爱好者,现在的Suit Ride更多是经典男装、复古穿搭文化的爱好者。而且我们更愿意设计一些游戏环节,对新人比较友好。”
正义表示,自第二届活动以来,有一些喜欢不同穿衣风格的玩家也参与了进来。虽然活动名叫绅装骑行(Suit Ride),但并不意味着一定要穿成经典男装的样子。活动在穿衣风格上是包容的,城市机能、美式工装、英伦复古、阿美咔叽都可以,只要好看得体就行。“今年获得最佳穿搭奖的新人比很多人入坑时间都短。他拿到冠军这件事本身就足够有意义。说明玩的时间、年纪、工作、收入都不重要,重要的是愿意来玩、愿意分享和展示自己的爱好,而且确实花了心思。”正义说。
“在不少城市,在日常生活中穿绅装可能有一定压力。这个活动是一个稍微有点‘浮夸’的场合,鼓励大家打扮,对不少人来讲有点像cosplay。我个人觉得,绅装骑行活动和漫展实际上有相似之处。虽然风格、路线、文化不同,但其实大家都是喜欢把自己装扮成向往的样子。”正义说。
“服装就是让人变得得体、好看。如果能从这些研究和实践中获得知识、经验、乐趣,总结出一套能体现自己意趣的风格,甚至是收获一份珍贵的友情,那么这个过程就更加意义非凡。”正义说,“其实绅装骑行就是希望创造一个繁忙都市人慢下来走近自己城市的机会,暂时卸下各种身份,扮成自己向往的模样。”(记者陈静 实习生 宋佳旻)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)