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元素周期表尽头在哪?为何说173号元素的发现会使得相对论崩塌

发布时间:2019-11-30 00:18 来源:未知 编辑:admin

  自从门捷列夫搞出元素周期表,其指导化学家们有计划、有目的地寻找新的化学元素。科学家更是把元素周期表当完形填空,至此,人们对元素的认识跨过漫长的探索历程,终于进入了自由王国。当元素周期表完善到一定程度后,科学家们发起了新的挑战:寻找更高顺位的元素。

  美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室利用俄国的回旋加速器,成功搞出了118号元素,日本的理化学研究所宣布合成了119号元素。

  所有的科学家不得不开始深入思考周期表最后一个元素的序号是多少?原子核不可以无限大下去么?原子核其实不像很多人想象中的那样,有个球形壳包裹着里面的质子和中子。实际上质子和中子是靠“强相互作用力”给捆在一起的。这个力超级大,但作用距离特别短。

  只要大于这个作用力的范围,强力不能把质子和中子牢牢地捆住了,这时候就会发生衰变。所以原子核就一定大不了,原子核既然不可能大过强力的尺度,也就限定了原子序数的上限。那这个上限在哪里呢?

  这里我们不得不提一位伟大的科学家:梅耶,她是第二位拿到诺贝尔物理学奖的女性,还参与制造了氢弹。当时人们发现,特定数量的核子能使原子核特别稳定,但搞不清楚为什么。后来,梅耶提出了自己的原子核模型,基于此模型,科学家建立了稳定岛模型,并推导出最后一位元素是126号。

  这期间,元素周期表最后一位元素的各种推导预测众说纷纭,不过元素周期表的大小确实存在上限。随着质子数增长,内层电子会更难抵挡带正电的巨大原子核的吸引。当最内层电子进入原子核内,原子也就不复存在了。

  当时的物理学家理查德·费曼预测,元素周期表会在137号元素的地方终结。他的依据是自己对带电粒子间电磁相互作用强度的计算。然而,费曼的预测假设原子核是完美的球形,这一点并不一定正确。相反,被科学家广泛接受的是从相对论的基本假设中推导出来的结果,172号!

  相对论规定信息、物质、能量不能超过光速,也就是说核外电子的运动速度不能超过光速,如果质子数超过了172号,那原子核和电子之间的电磁力,很可能会让电子速度超过光速。这就和相对论矛盾了,所以这是不可能的,基于此科学家推导出了元素周期表中最后一位元素是172号。

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