元素周期表外还有稳定的元素吗( 二 )



这些幻数都是偶数 , 那是因为核子根据它们的量子自旋配对 , 向上自旋和向下自旋导致零自旋 。 这种自旋耦合意味着 , 即使质子或中子的数量不是幻数的 , 原子核仍然倾向于拥有偶数个质子 , 或者偶数个质子加中子 。 拥有未抵消自旋的质子或中子似乎不利于稳定性 。
那这是否可以解释的不稳定性?当然 , 我们可以看出43不是质子的幻数 , 但是它附近的奇数元素 , 如47个质子的银 , 具有非常稳定的同位素 。 即使给一个特定的中子数使它核子数为偶数也不济于事 , 例如 , 锝-96会在不到一小时内衰变 。 所以除了中子填充、核壳填充和自旋耦合之外 , 似乎还有更多神秘的力量在起作用 。
事实证明 , 没有一套简单的原则可以确定核稳定性 。 有太多因素在起作用 , 解决这个问题的唯一方法就是模拟原子核 。 我们使用密度泛函理论等计算技术在这方面取得了一些显的成功 。 这些模型仍然不完美 , 但它们做出了很多我们已经验证过的预测 , 还有一些我们还没有验证过的预测 , 例如稳定岛 。
当我们将实验数据与我们的模拟相结合时 , 我们可以制作这样的图表 , 在这里我们可以看到这些幻数 。 质子数为幻数的元素具有更稳定的同位素 , 而中子数接近幻数的元素往往有更多的同位素 。 模式出现了 , 但并没有为我们提供产生稳定核所需条件的清晰规则 。

那么 , 是否还有元素周期表上没有的元素呢?我们的计算表明 , 当前元素周期表之外的质子和中子可能有更多的幻数 , 我们的计算机模拟也同意这个观点 。 我们不确定这些幻数是多少 , 但显然它们在中子184和质子126附近 , 它们的半衰期可能为数百万年 。

推荐阅读