主题:227-BobbyBroccoli:怎样伪造一种新元素? -- 万年看客
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一,错误
恩利克.费米或许是有史以来最幸运的诺贝尔奖得主。费米是意大利顶尖物理学家,在24岁那年他就成为了罗马大学的教授。他那强大的存在感致使同事们给他起绰号叫做“教皇”。但是与教皇不同,他的处境堪称一穷二白。自从伽利略之后,意大利在科学界的主导地位已经衰落了几百年。如果费米与同事们需要仪器,只能从家里往大学拿;如果要预防过量辐射,他们就跑到楼下来远离他们刚刚调制的随便什么化学物质的致命杀伤力。他们想要做到一件不可想象之事:他们想要创造全新的元素。
费米时期的元素周期表和我们今天的熟悉的形制差不多,但是在中间部分缺了很多空格,可以,尤其是43号锝,87号钫,85号砹,还有61号钷。但是缺失最多的区域还是在底部,缺了整整一行半。周期表上现有的化学元素都能在自然界发现,它们以气体形态存在于大气当中,或者藏身在地下岩石当中,甚至偶尔还化身液态。绝大部分此类元素都很稳定,很多元素只要别吃喝入腹或者吸入体内就对人无害。但是还有一部分元素不仅不安全,而且非常危险。比方说放射性元素时刻发射着上百万无形电子,足以穿透人体。居里夫人几乎一定死于她本人发现的镭,她的女儿艾琳也很可能死于另一种居里夫人发现的放射性元素钋。因此我们也能理解费米为什么不介意在实验室大楼里上下来回跑,因为这样做意味着他能多活几年。
那么究竟要怎样创造新元素?在纸面上来说很简单:在旧元素的基础上添加或者减少质子。氢原子有一个质子,氦有两个,锂有三个。就这样继续添加,直到当时已知的元素周期表的最重元素,也就是第92号元素铀。另一方面,元素的种类完全由质子数量决定,但是同一种元素的中子数量可以变化。正是中子数目使得同一种元素的某些形态比起另一些更加稳定。比如碳12有6个质子和6个中子,非常稳定,几十亿年都不会变;碳14有6个质子与8个中子,结果就有了放射性,或者说自身能量不平衡,想要进行矫正。碳14会随机将自身的一个中子变成质子,并且发射一个危险的电子(以及一个中微子)来抵消能量不平衡,我们将这个过程称之为β⁻衰变。这样一来质子数目就变成7个,碳变成了氮。只是因为多了两个中子,原子核就失去了稳定性,变成了全新的元素。费米希望向元素周期表上最末端的92号元素铀发射中子,从而人工引发β⁻衰变。一旦成功,92号元素就能变成93号元素。如果他能一连成功两次,甚至可以造出94号元素。
有趣的问题在于,你怎么知道你真的创造出了全新的元素?毕竟你并不知道新元素长什么样或者它的化学性质是什么。这种情况下,费米团队必须倚靠排除法来确定他们创造的并不是哪些元素。他们将自己创造的样本与所有已知元素相比,一直对比到了82号铅,没有发现任何元素符合——不稳定元素往往会经历所谓的α衰变链,原子核会放出两个质子与两个中子,导致蛙跳式效应:94号元素变成92号、90号、88号……直到达到第一种稳定元素不再继续衰变,而这种元素往往是铅——排除一切不可能之后还剩下的可能性就是他们成功了,他们创造了93和94号新元素。这是有史以来第一次有人做到这种事。
这项发现让费米一夜成名,成为了意大利的头号名人,而且显然他有权为这两种元素命名。有人向他施加压力,逼他用古罗马的权力象征插斧束棍法西斯来命名新元素,将其称作(钅去)(Fascium),不过当时这个词刚刚具备了令人遍体生寒的全新可怕含义——敦促费米如此命名的不是别人,正是贝尼托.墨索里尼——因此费米没有遵从建议。四年之后的1938年11月10号,这一天在德国是水晶之夜,在意大利通过了一系列反犹法律——费米的妻子是犹太裔,她的护照随时可能被吊销。这天晚上六点一通电话打来:恩里克.费米赢得了诺贝尔物理学奖。全家人毫不犹豫地采取了行动:费米与妻子孩子一起打包行李飞往瑞典,领奖之后没有返回意大利,而是搬到了美国定居。
一家人前脚刚刚来到美国,费米就立刻得到消息:他错了。他并没有创造93号元素和94号元素——他做到了更可怕的事情:他让原子爆炸了。费米之所以主张自己创造了新元素,是因为样本的化学性质不同于任何比铅更重的元素。实际上他原本应该继续排除比铅更轻的元素。一群柏林的科学家重复了他的实验,发现了预料之外的情况:实验创造出了36号元素氪与56号元素钡。这两种元素都太轻了,不可能通过α衰变链产生。但是如果将质子数相加,56加36正好是92——换句话说费米将一个铀原子分裂成了两个其他原子,而且这一过程还会释放极大的能量。简而言之,费米发现了核裂变。这项发现将会从根本上重新塑造那场迫使他背井离乡的、即将到来的战争,还将会决定未来半个世纪之久的全球权力斗争。
完全出于意外,费米错误地宣称自己发现了两种新元素。半个世纪之后,还有人将会明知故犯地错误宣称自己发现了一种新元素。以下就是维克托.尼诺夫(Victor Ninov)与周期表探索竞赛的故事。
二,大海
这是元素周期表,我想你应该能认出来。但是元素周期表并不完全。每一种元素都有特定的质子数,但是中子数却不一定。我们将中子数不同的元素称为原子核类,有些原子核类比另一些更稳定。元素有几十种,但是原子核类却有几千种。
正如你所见,这张原子核类分布图的X轴标注的是中子数量,Y轴标注的是质子数量。每一个方格象征着一种可能的原子核类。氢有一个质子和一个中子,氦有两个质子与两个中子。每一种可能的质子与中子组合都位于这张图表上。沿Y轴每向上一行都意味着一种新元素。我以为我的观众们或许与美式橄榄球粉丝不会有太多交集,不过如果你对美式橄榄球比较熟悉的话,可以将这张图表视作两支球队交手过后的全新得分组合,不过应用在化学界。全新组合过去从来没有存在过,未来也可能不会再次存在。
原子核内有两种相互竞争的力,一种是强核力,能在很近的距离内将质子与中子粘合在一起;另一种是相互排斥的电磁力,使得全都带正电的质子相互分离。只有强核力比电磁力更强时,原子核才能保持稳定。中子本身不带电,所以起到了包装材料的作用。由于中子不会相互排斥,所以可以成为质子之间的缓冲,使得原子核更加稳定。同一种元素的不同原子可以具备不同数量的中子,有些组合非常稳定,另一些立刻就会衰变。最稳定的原子核在这张图表上用高度最高的棕色柱子来表示——柱子的高度标志着原子核的半衰期,即一批原子核数量衰变50%所需要的时间,柱子越高则稳定性越强。
对于最轻的那些元素来说,质子与中子数量相等的组合最为稳定,从氢一直到钙都是如此。从钙以后,最稳定组合则偏离了这一路线。对于大多数元素来说,中子的数量要略多于质子才最稳定,沿着这条路线我们可以一直走到铅。只要略微偏离这条道路,就会步入放射性元素的领域。红色柱子代表相对比较稳定的元素,半衰期达到几十亿年,橘黄色元素的半衰期就往往要以分钟计算——换句话说一份样本不出几小时就会消失不见。像海水一样包围在四周的蓝色柱子象征着半衰期要以秒来计算,而深蓝色的水域要以毫秒来计算,甚至在最糟糕的情况下根本无法测算。此类原子核有可能从古至今全宇宙当中仅仅存在过一个。如此不稳定的原子核永远不可能自发存在,除非我们强迫它存在。
在我看来,这张图表的美妙之处在于它就像一张引领我们穿越整张元素周期表的地形图。周期表就像一座被山脉贯穿的半岛,四周围绕着辐射性元素的大海。这片海甚至还有潮汐:比方说在半岛东北角的铅附近有一道α衰变峡谷——所谓α衰变即一个原子核同时释放两个质子和两个中子,从而沿对角线向西南移动两格,直到遇到一个稳定元素为止。在这座山的南坡有另一种不同的潮水,也就是费米发现的β⁻衰变,即原子核失去一个中子但是得到一个质子。用这种方法,你可以从自己所在的位置朝着西北方向上升一格,这样做也有可能创造出全新的元素。在山的北坡则会发生β⁺衰变,原子核失去一个质子但是得到一个中子,朝东南方向下降一格。无论你在哪里,大海都在与你作对。放射性的潮水总要将你推回陆地。无论你从哪里开始,最终总会落在海岸上,总会回到稳定原子核的道路上。
有些人拒绝接受这一点。他们与大海作对,想要探索更多的大海,甚至发现更多的陆地。恩利克.费米是先行者当中的一员,他一路抵达了铀之裂谷。未来五十年,世界各地有好几家实验室都将踏上这条贯穿元素山的朝圣之旅,每一次旅程都将进一步补完这张地图。我们的故事的主人公、勇敢无畏的探险家维克托.尼诺夫声称自己在远离半岛的东北角发现了一块新土地。为了遇到他,我们还需要赶一段长路,为此我们需要帮助。要穿越辐射之海,我们需要一位船长。
三,船长
费米还将从事更重要的事业。他最著名的成就是在芝加哥某橄榄球场的观众席下面构建了全世界第一个核反应堆。但是他再也没有寻找过新元素。这方面的探索将由另一只团队来接手。真正的93号元素的发现异乎寻常地低调,地点是美国西海岸的加州伯克利大学。在这里,美国物理学界已经完全进入了搞事不怕大的状态。当时的伯克利拥有全世界最大的回旋加速器,也是寻找新元素的最好用工具。回旋加速器会用磁场沿环形线路对粒子进行加速,使其轰击标靶。这并不是你想象的那种周长好几英里的大型加速器——这种加速器过于强大,寻找新元素用不着,寻找新元素需要更加精细的仪器。伯克利的最先进回旋加速器直径60英寸,可以用中子轰击铀靶,希望能够发现费米预测过的β⁻衰变。有一天他们确实发现了一团放射性物质,与任何已知样本都不匹配。这样第93号元素的发现得到了正式确认,今天我们称之为镎。
这项发现要归功于埃德温.麦克米伦与菲力普.艾贝尔森,但是他们并没有庆祝多久。学术界对于他们的新发现保持沉默,谁也不敢承认他们取得的突破性进展,唯恐德国人听到风声突然开窍。尽管美国人还没有正式参加二战,但是已经开始备战了,因此麦克米伦与实验室里的其他顶尖科学家们很快就投入了战争努力,有些人去研制雷达,也有些人参加了曼哈顿工程。这样一来,狩猎新元素的征途就留出了一个空位,我们的船长格伦.西博格就在此时登场。
西博格是瑞典移民的后代。当年他们家来到美国时的原本姓氏是Sjöberg, 在爱丽丝岛登陆入境时移民官将他们的姓氏拼成了Seaborg。这位粗心大意的海关官员永远不会想到,他的拼写错误有朝一日会在元素周期表上名垂青史。格伦小时候,他的家人决定从冰天雪地的密歇根州搬到阳光明媚的加州,当时11岁的格伦决定在自己的名字后面再多加一个n,从Glen改成Glenn,因为这样看上去更酷。24岁那年的某一天,身为化学系学生的格伦在伯克利大学的校园里被人拦住,此人是放射实验室的成员,邀请他帮他们分离一些化学样本。格伦是他们在大学里碰到的第一个化学系学生。西博格在实验室里逐渐爬升,等到埃德温.麦克米伦离职之后他便主动请缨,想要成为元素狩猎的新一任船长。麦克米伦已经构想出了寻找94号新元素的方法,尽管他本人从来没有实践过。格伦要凭借这个方法率先发起冲击。
只要给铀添加一个中子,就会通过β⁻衰变变成93号元素镎。但是假设你同时向铀一个质子和一个中子,那么质子会立刻将铀推到93号的位置,然后多余的中子就有机会再触发一次β⁻衰变,让93号元素变成94号元素。通过这场极其复杂的积木游戏,我们发现了钚。可以说钚的发现非同小可:曼哈顿项目原本打算用铀来制造原子弹,而钚与铀相比是更好的材料。西博格和他的团队立刻来到芝加哥与费米合作,耗费几个月人工制造了足够荡平一两座城市的钚。这个过程非常艰难且危险。比方说有一次,一块铅砖不小心碰碎了一个烧杯,以至于全世界25%的钚都浸透在一份《芝加哥时报》当中。
关于曼哈顿工程的来龙去脉,很多远比我更有资格的其他人已经讲过了很多次。我们关心的故事围绕着格伦.西博格与伯克利大学展开。此时他们已经制备了足够的钚,所以格伦团队开始有余力去思考其他问题:为什么要停在94号?化学元素周期表没有理由终止在这个奇怪的数字上。当然这次他们并不需要重新发明轮子,不必再从铀开始,而是向钚发射中子。沿用刚才的积木比喻,我们想要搭建更大更高的积木塔,但是底层的积木不仅具有放射性,而且过一段时间就会消失。尽管如此,只要你搭积木的速度比积木消失的速度更快,或许依然能发现新的元素。
我们的叙事距离维克托.尼诺夫之间还有很多重要遗漏。如果你想更详细地了解这个故事,我强烈向你推荐基特.查普曼(Kit Chapman)的《超重:重塑元素周期表》。但是总体来说时间线是这样的:93号镎由伯克利发现,94号钚由伯克利发现,96号锔由伯克利成员在芝加哥发现,95号镅由伯克利成员在芝加哥发现;然后美国在广岛长崎投下两颗原子弹,爆炸当场杀死了大约25万人,还将在未来几十年毒害当地的土壤与空气;接下来97号元素还是由伯克利发现——鉴于此时的伯克利早已底气十足,他们获得了为这种元素命名的权利,于是他们用大学的名称将其命名锫(Berkelium);98号元素依然由伯克利发现,这次他们采用加州的名称将其命名为锎(Californium)。一口气发现四种新元素的战绩促使《纽约时报》打趣道,这四种新元素的名称还不如叫做-锎-(钅州)-锫-(钅大)——加州波大(Universitium Ofium Californium Berkelium)。到这时诺贝尔学院终于承认了他们的成就,于是埃德温.麦克米伦与格伦.西博格分享了诺贝尔化学奖。再接下来是99号与100号新元素——相关情节听上去非常愚蠢,但是我发誓决非出自我的胡编乱造——美国人在太平洋中间扔了一颗原子弹,然后放出战斗机在蘑菇云顶端采样,然后全速冲回新墨西哥州阿拉莫斯,将正在迅速衰变的样本送去分析,试图从中寻找新元素。难以置信的是,他们居然当真找到了。由于伯克利协助了分析,因此也分了一份功劳,得到了99号与100号元素的命名权。这两种新元素的名字分别是锿(Einsteinium)与镄(Fermium),来自两位最伟大的科学家爱因斯坦与费米——两人都在几个月前刚刚去世。然后是101号新元素,依然由伯克利发现,这种新元素的名字来自现代元素周期表的发明人门捷列夫,被称为钔。
这的确是科学史上最具统治力的连胜记录,任何其他实验室都只能跟在伯克利身后望尘莫及,眼看着伯克利填满半行元素周期表。此时唯一的可行道路就是继续向东北方向进发。到了1945年,排位靠前的四种空位元素——43号锝,87 号钫,85号砹与61号钷——都已经得到了分离。如果还有更多的新元素,那么寻找起来只会越来越难。从那以后发现的新元素将会被称为超重元素。
至于格伦.西博格,他再次遵从了人生潮水的推动。某一天他突然接到一通电话,电话另一头正是J.F.肯尼迪。却原来他将被命名为下一任原子能委员会主席。后来他又成为了林登.约翰逊的亲密顾问,以至于经常被总统邀请到白宫谈天说地。自从他为第一颗原子弹制备了燃料之后,西博格大力推动了许多限制核武器的协议——我这么说不是为了替他在这其中扮演的角色开脱,只是为了让大家更全面地了解他。从这里西博格与我们的故事分道扬镳,但是伯克利并没有。从93号到101号新元素,发现元素的团队都与伯克利牵连颇深。从101号以后,故事就没有这么一清二楚了,激烈的争议将会在地缘政治层面上展开。
四,战争
爱因斯坦留下过许多名言,但是其中有一句我在为本视频进行研究时才首次听说。对于制造全新元素,爱因斯坦的意见如下:“这就好像在一个没有多少鸟的地方打鸟,而且还是在入夜之后开枪。”他没说错,寻找新元素的本质和赌博相差无几。基本原则很简单:摆一个靶子,打一发子弹——只不过靶子和子弹都微小不可见,而且靶子几乎一定有放射性;更何况就算你打中靶子,也有可能会把靶子打碎或者破坏。与其说这个过程是开枪打靶,倒不如说是在玩胜算最渺茫的轮盘赌。仅仅旋转一次轮盘,中彩的可能性并不大;但是如果一口气转上五百万次,那就能将中彩的机会从几乎不可能提升到勉强有可能。这样的胜算依然很糟糕,但是早晚总会得手。
对于元素猎人来说,这意味着将粒子束对准靶子一连发射好几个月——这个过程自然非常昂贵。根据实验室的设备差异,连续发射一整天粒子的成本不会少于一万美元,一连发射几个月就需要上百万美元。地球上有很多铀,大约有550万吨,就算最短的半衰期也有25000年,所以找一块足够大的铀靶子来接受中子子弹射击并不是问题,因此制作钚并不难。但是下一步就要用钚做靶子,而且从此以后的靶子依次是锔、锿等等,每一次新靶子的半衰期都会变得越来越短。一克铀的成本是13美分,一克锿则达到了2700万美元。大多数赌客都负担不起这样的赌注。但是如果你拥有无限的时间与金钱,寻找新元素肯定会容易许多。伯克利位于世界上最富国家的最富州,他们的钱最多,设备也最好,所以他们自然一度遥遥领先。但是赌场的美丽之处在于其他人早晚也有走运的时候。
美国人忙着造原子弹的时候,苏联人非常尴尬地落后了。他们当时正忙着在东线对付德国人,因此他们的科学家都投入了冶金领域。苏联的核项目要归功于一位东线空军志愿兵中尉,名叫格奥尔基.弗廖罗夫。战争之前他一直在密切关注核裂变研究,可是却发现一切关于这个题目的论文突然全部销声匿迹——偏偏还是在1939年。他十分奇怪,因为控制原子之力的力量可谓几十年来最令人兴奋的物理学成就。他很快就想通了其中关节——“上帝啊!他们全都打算造炸弹!”于是弗廖罗夫不顾他人意见,直接给斯大林写信,要求苏联投入足够的资源来研究核技术。令人吃惊的是。他并没因为以下犯上而遭到惩罚,而是一跃成为了苏联核项目的关键参与者。不过战争之后弗廖罗夫改变了他的关注重点,想要寻找新元素。他在一个名叫杜布纳的俄国小镇成立了联合原子核研究所(JINR)。很快,在寻找新元素的道路上就形成了美国与苏联你追我赶的局面。科学被相争不下的两大强国在冷战期间用作政治对抗的工具——多么稀奇啊,可能是我孤陋寡闻吧。
可以说从此以后,每种新元素的问世都会遭到强有力的质疑,所有证据都难免遭到两国之一的否认。这就是所谓的新元素战争(transfermium wars)。首先,瑞典的一个小实验室声称发现了102号元素——“胡说八道,”伯克利表示。“你们的设备太廉价,你们的检验也不够仔细。”“我看也是,”杜布纳表示附议。双方一起将瑞典霸凌得没了脾气,以至于最后谁都不信瑞典人当真找到了102号元素。伯克利也开始寻找102号元素,但是一起放射尘污染事故迫使他们疏散整个实验室,估计足有27人的预期寿命平均削减了3个月。杜布纳趁机提交了更漂亮的实验结果并且将102号据为己有。再然后杜布纳又接连发现了104、103与105号元素。他们的进展如此迅猛,以至于美国人只能一边对他们的数据吹毛求疵一边竭力制备同样的元素,但是结果要更好看。
更麻烦的是,双方都有自己偏好的证据。为了证明新元素的存在,苏联人喜欢倚靠自发裂变。这种证据所需的检测器更廉价,分裂成两半的原子核也足够大,所以总能发现些什么。美国人认为这种方法不可靠,因为不可能知道究竟是什么东西被分成了两半。他们喜欢追踪α衰变链。因为实验方法的分歧,这一时期的实验数据完全是一团糟。有些数据很好用,但是另一边因为偏见而不予认可;有些数据是错误的,但是出于应急被抛了出去。简直就好像如此紧迫的竞争居然会导致不可靠的结果一样——我真心希望这一点日后不至于带来什么后患。
就目前而言,元素狩猎陷入了停滞。102号元素的半衰期只有半个小时。在此之前你可以依靠其他实验室来制备足够的新元素,然后集中运往同一个地点接受粒子束的轰击。但是半小时半衰期意味着刚刚制备出来的新元素甚至都来不及送到同一个城市的另一头,更不用说坐飞机了。因此制备出来的新元素总量越来越少。伯克利声称发现96号元素锔的时候总共制备了5000个原子;到了101号钔的时候他们仅仅制备了17个原子。很快人们就意识到,任何新元素都只能一次一个原子地创造出来,因为在下一个原子出现之前上一个原子就会衰变。这当然不是周期表的末尾,只不过这条道路太昂贵太不切实际,很难继续走下去——除非借助突破性的技术。
五,孤岛
在全部218名诺贝尔物理学奖得主当中只有四个女性。第一位当然是居里夫人,她在设立诺贝尔奖的第三年就因为研究放射性而赢得了物理学奖。未来六十多年她都是物理学奖的唯一女性得主。直到1963年,玛丽亚.格佩特-梅耶才打破了这一势头。就像许多核物理领域的先驱一样,玛利亚也参加过曼哈顿工程。战争结束后她开始研究元素半衰期。半衰期的分布虽然看似随意,但是她却很快从中发现了模式。某些原子核要比其他的原子核更加稳定,就好像存在某种质子与中子数量的魔法数。玛利亚想象质子与中子就像一对跳华尔兹的舞伴,两位舞者在舞池里飞旋,脚步如飞。如果将舞伴两两配对,并且让相邻的舞者朝着相反的方向旋转,那么同样大的舞池就能装下更多舞者。而且特定的舞伴数目显然具有魔力,能够比其他数目更加整齐地填充舞池。用术语来说,这样的原子核具有更高的束缚能,而原子核也就更加稳定。
涉及已知元素的魔法数是2、8、20、28、50、82,用元素来表示就是氦、氧、钙,镍、锡与铅,元素之山的稳定山路上的关键路标。请注意所有的魔法数字都是偶数,这意味着质子与中子喜欢两两配对,从而更加稳定,就好像两两配对的华尔兹舞者一样;此外,质子或中子为魔法数的元素在自然界的存量往往极其丰富;最后,自然发生的α衰变链的末尾总能找到一种具备魔法数的稳定元素。再举一个尤其突出的例子:铅208同位素是最重的稳定元素,因为它具有双重魔力,质子数82与中子数126都是魔法数。因此铅才是踏入衰变裂谷之前的最后一站。
魔法数理论还做出了一项极其疯狂的预言,为新元素猎人们带来了些许希望:在遥远的辐射大海里有一座岛屿。根据魔法数的预测,这座岛屿的位置应该是114个质子与184个中子——别误会,这并不是一块可以允许你坚定立足的土地。在这里海水依然淹到你的脖子。但是你的脚趾勉强能够到海底。你可以在这里暂时喘口气,直到海潮再一次将你冲走。假如当真如此,或许你并不一定非得从元素周期表的底端出发,一种元素接一种地往上爬。或许你可以反其道而行之,直接在元素半岛边缘的峭壁上纵身一跃,直接跳到未知的孤岛上。无论你造出了什么元素,大概都会经历α衰变链,这样一来就能自然生成这一路上本应经历的其他各种元素。为了一跃跳上孤岛,人们需要一架抛掷器械。
106号元素标志着元素狩猎的转折点。此前的四种元素一经问世就遭到了两大主要玩家的激烈争执,但是106号元素则是由伯克利与杜布纳在同一个月提出的。这一次双方团队都同意比赛结果过于接近,难分胜负。这时他们的策略也改变了。制造93号元素的方法是将一个中子轰入铀原子核,这个靶子是当时可能存在的最大靶子,而子弹是当时已知的最小子弹。到了八十年代,人们转变了思路。为什么非得使用昂贵的放射性靶子,而不去使用更加廉价且更加稳定的元素当靶子,比方说铅?子弹也不必非得是体积微小的氦原子,而可以是中等体积的原子,例如铬或者铁。铅有82个质子,铁有26个。82加26是108。反直觉的是,这甚至要比单纯将一个质子塞进一个大原子核更可靠,因为靶子与子弹的原子核尺寸相互平衡,最终并不会在融合过程当中排斥那么多中子。
如果你觉得这种方法听上去好得不像是真的,这是因为的确如此。以前的人们之所以从未尝试过这种方法,理由十分充分。要发射像铁这么重的原子,需要从头设计一套全新的粒子束发射技术;为了验证实验结果,更是需要当时尚且没被发明出来的超高精度探测器。苏联人缺钱,无法进一步推进;加州的美国人则破天荒地第一次耗尽了好主意。万事俱备,第三位玩家闪亮登场,也就是GSI重离子研究中心,位于西德的达姆施塔特。凭借战后西德经济繁荣,GSI有足够资金来购买苏联团队买不起的昂贵仪器。他们的全新粒子束发射器可以发射铬、铁甚至铋这么重的原子,至于靶子则全都是铅。在五年时间里,他们接连发现了107、109和108号元素。元素狩猎第一次成为了一场真正的三方竞赛。
随着八十年代的结束,足有九种新元素需要官方名称。这就到了国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)发挥作用的时候。我有一次与评论观众争论,他主张联合会并不是决定元素名称的机构,科学家可以自行决定元素名称。我认为这种观点就好像六岁的我宣称可以自行选择自己上床睡觉的时间,我妈说了不算。化学联合会设定的基本规则规定了怎样才算发现了一种全新元素。新元素必须足够稳定,存在时长至少要超过10的-14次方秒——这是电子在原子核附近形成电子云所需的时间。此外化学联合会还要选择哪种元素该由谁来命名,否则很多元素都会既有美国名字又有苏联名字。就算在极少数情况下美苏双方认可了同一个名字,对于哪种元素能够得到这个名字依然有不同意见。至少有三种不同的元素都被称作(钅卢)(Rutherfordium)。面对九种新元素,化学联合会非常愚蠢地耗费多年时间想要找到一个让所有人都满意的方案,但是最终还是只得敲定了一套让所有人都没那么满意的妥协。
所有九个新名称都经历了许多激烈争论,其中第一次出现了一位依然在世的科学家的名字。 第106号元素被称为(钅喜),来自格伦.西博格。这位船长在他航行了大半辈子的海洋上留下了永久的标记。他在这个名字得到官宣之后两年去世,享年86岁。这是一个很得体的收场,因为(钅喜)将是伯克利发现的最后一种元素。