终于找到了钠（Na)！
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几年前，日本的一个物理学家团队创造出了一个不同寻常且从不曾见过的亚原子粒子。他们在将钙核粒子流在粒子增速器中一次又一次地撞向金属圆盘长达数小时之后，找到了朝思暮想的粒子——钠（Na）。
没错，就是钠。不要被这个熟习的名字诈骗，这可不是我们在食盐中能找到的元素。地球上几乎一切的钠都是钠-23，这个数字代表构成其原子核的是11个质子和12个中子。但是，这23个粒子并不包含一切能被成为钠的物质。严厉说来，任何质子数为11的原子核都是钠。毕竟，元素周期表是依据原子核中的质子数来分列元素的，第11号元素就是钠，这与粒子内里的中子数不关。
这次，物理学家们创造出的是一种含有11个质子、28此中子的钠原子核。这种钠-39是已知的钠的最大质量同位素。它的产量十分小，产生一个钠-39原子必要8个小时和万万亿次的碰撞，并且它几乎会在构成之后就立刻剖解了。
即使云云，这一后果仍旧创造了钠的同位素的新纪录，这实则是一些封建家以前实验了好久的探究。几十年来，物理学家们不休在探究元素周期表，以求在物理定律允许的条件下找到每种元素的最重同位素。
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探究天然的极限不休是物理学研讨者的一个目标，对有数同位素的研讨就是此中一个例子。关于具有一定质子数目标原子核来说，它能束缚的中子数目是仅限的。一旦凌驾这个极限，原子核便会中止粘合在一同，这一极限被称为中子滴线。之以是被称为“滴线”，是由于假如再增长一此中子打破这个极限，那么这此中子就会毫无阻力地溜走。
○ 研讨职员绘制了氟（F）和氖（Ne）的最重同位素的中子滴线（绿线）。在此之前，我们只晓得元素周期表的前8个元素的中子滴线（粉线)。| 图片泉源：APS / Joan Tycko
长时间以来，在元素周期表的118种已知元素中，封建家只晓得此中8种最轻元素的中子滴线。绘制重元素的中子滴线可以让封建家更好地域解原子核的存在极限。这是一项实行难度很大的研讨，封建家用了近20年的时间才终极确定两种新的核极限。
在新的丈量中，他们在增速器中向铍（Be）发射了一束钙-48（Ca）高能粒子束，当射线击中目标时，钙原子核崩溃成碎片。然后，经过使用一种能依据粒子的质量和电荷来挑选粒子的强壮“过滤器”，研讨职员找到了同位素。依据以前绘制到氧元素的中子滴线，他们为排在氧元素之后的三种元素找到了迄今为止的最重同位素——氟-31、氖-34，以及钠-39。
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要证实一个粒子是同类粒子中最重的，仅仅将它创造出来是不够的，还必需能证实没有其他更重的同位素物质存在——这是这项探究中最难的局部。由于有如此一个成绩会不休有萦绕：假如我们没有发觉更重的同位素，是由于它不存在，照旧由于我们的实行做得不够好？
在这项研讨中，物理学家们用了数年时间来准备这项实行。他们晋级了增速器的功率，还制造了一个几乎有足球场大的繁复精妙的粒子过滤器，它使用磁铁来分散原子核。然后，为了证实有22此中子的氟-31是氟的最重同位素，他们举行了多次的粒子碰撞。依据实际模子的猜测，应该会有氟-32和氟-33产生。
在实行中，他们制造出了4000个氟-31，这是一个十分巨大的数目。假定真的有氟-32存在，那么他们应该能在如此大的样本中看到这种同位素。因此，当确定没有看到比氟-31更重的同位素时，研讨团队几乎一定地确认了最重的氟同位素就是氟-31。经过相似的历程，他们确定了氖-34是氖最重的同位素。
但研讨团队并没有草率地公布官方声明，他们用了近五年的时间来分析这些后果，直到本周才将后果公布。在迩来的《物理批评快报》上，他们证实了氟原子核的极限是22此中子，氖原子核最多可以包含24此中子。而钠的极限仍旧无法确定，但从这个实行来看，这个极限最少可以是28此中子。这是20年来，物理学家在中子滴线成绩上作出的初次严重打破，他们确定了氟原子和氖原子中可以拥有的最大中子数，并为实际盘算模子创建了新的束缚条件。
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经过这些实行，物理学家渴望更好地域解天然界中约莫与不成能之间的界线。别的，这些丈量数据还能协助天体物理学家研讨太空中的一些极度情况，好比中子星。中子星是以前殒命了的恒星坍缩成的中心，它的密度极大，中子星上一茶匙的物质重约10亿吨。在中子星的极度条件下，就可以构成在实行室中制造出的这些奇异的、寿命暂时的原子核。
这些实行不仅绘制了核素的极限图像，还挑唆着我们所晓得的界说了这些核布局的天然基本力。如今，研讨职员渴望可以确认钠元素的最重同位素。在抱负的情况下，物理学家渴望能找到元素周期表中一切元素的中子极限。而钠才仅仅位列118个元素中的第11号。因此，封建家很感性地明白，大概我们很难绘制出一切元素的中子滴线，但即使云云，这种探究也以前把宇宙中那些奇异、杂乱的历程带到过我们的眼前。
参考链接：
https://physics.aps.org/articles/v12/126
https://www.wired.com/story/what-makes-an-element-the-frankenstein-of-sodium-holds-clues/
原文标题：20年的极限探究，初次迎来新的打破
泉源：原理
编纂：fengyao
