能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的科学家们因在创造元素领域的杰出贡献而享誉全球，他们在过去发现了118种已知元素中的16种。最近，他们在创造可能的第120号元素的道路上取得了新的进展。由伯克利实验室重元素小组领导的国际研究团队宣布，他们成功利用钛粒子束合成了超重元素116号（Livermorium）。这一成果在“核结构2024”会议上公布，并将在学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）上正式发表，相关研究成果的预印本已在康奈尔大学的arXiv上发布。
伯克利实验室的核科学家杰克林·盖茨（Jacklyn Gates）表示：“这种反应以前从未被证实过，在我们开始尝试制造第120号元素之前，必须先证明这种方法是可行的。创造一种新元素是极其罕见的创举，能够参与这一过程并拥有前景广阔的前进道路，实在令人兴奋。”
该研究小组在实验室的88英寸回旋加速器上运行了22天，成功生产出了两个116号元素原子。物理学家们预计，成功合成第120号元素将更加困难，可能需要比116号元素多10倍的时间。
伯克利实验室核科学部主任莱纳·克鲁肯（Reiner Kruecken）指出：“我们需要依赖自然，而自然也很慷慨。尽管这项工作极具挑战性，但现在看来是可行的。”
如果第120号元素被发现，它将成为已知的最重原子，位于元素周期表的第八周期。这个周期被称为“稳定岛”，其中的原子核具有独特的性质。虽然迄今为止发现的超重元素的质子和中子组合几乎会在瞬间分裂，但“稳定岛”上的原子核可以形成持续时间更长的状态，从而允许深入研究其特性。
制造超重元素的过程涉及两种较轻元素的融合，这一过程通常需要数万亿次的相互作用才能成功完成。为了制造第120号元素，研究人员需要使用钛-50原子束，这与常用的钙-48原子束不同。
伯克利实验室重元素小组的科学家詹妮弗·波尔（Jennifer Pore）表示：“这是迈向第120号元素的重要第一步。我们将尝试制造一些比新元素更容易获得的物质，以观察从钙离子束到钛离子束的变化如何影响我们生产这些元素的速度。钛合成116号元素验证了这种方法的有效性，我们现在可以计划寻找第120号元素。”
利用伯克利实验室独特设施制造超重元素的计划已被纳入《2023年核科学长期计划》中。
在实验过程中，每秒钟约有60万亿个钛离子撞击目标，产生的超重元素通过磁铁分离，并由超重扰动探测器（SHREC）进行识别。SHREC仪器能够检测多个指标，包括能量、位置和时间，以帮助研究人员识别重元素衰变为较轻粒子后的特征。
盖茨谈到研究小组的发现时表示：“我们非常确信，我们观察到了116号元素及其子粒子。”
制造第120号元素的准备工作仍在进行中，实验预计将于明年开始。然而，这项工作可能需要数年时间，并且可能只能生产出几个原子的第120号元素。
盖茨总结道：“我们希望了解原子的极限和元素周期表的极限。尽管到目前为止，已知超重元素的寿命还不够长，无法用于实际用途，但我们对未来的探索充满期待。”
