杰基·盖茨(左)和肯·格雷戈里奇在2017年FIONA早期调试期间工作

来源:©Marilyn Chung/伯克利实验室

杰基·盖茨(左)和肯·格雷戈里奇在2017年早期调试期间为菲奥娜工作

113号和115号元素的相对原子质量nihonium而且moscovium美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员使用一种名为菲奥娜(核素A鉴定仪器)的仪器首次直接测量到。

以前,这些元素的质量必须通过观察它们如何衰变或使用不同的目标材料来产生相同的同位素来计算。粒子物理学家多年来一直热衷于通过实验来证实这些数值,因为间接测量依赖于核质量模型的准确性,而这并不一定适用于超重元素的原子核。

研究人员通过用钙-48轰击镅-243靶,在该设施的88英寸回旋加速器中制造出了moscovium。当这些碰撞形成了一个moscovium原子(平均每天发生一次)时,菲奥娜可能会捕获它,它利用探测器捕捉到的能量信号的时间和位置来测量原子的质量电荷比。随着时间的推移,研究人员已经能够提高探测器的灵敏度,并使其更好地将来自莫斯科的信号与其他噪声隔离开来。经过多年的努力,他们首次对moscovium进行了明确的测量,表明它的质量数为288,与间接计算结果一致。

研究人员还能够确认113号元素nihonium的质量数为284,因为一个moscovium原子在到达探测器之前就衰变为nihonium。他们现在正计划对铌和moscovium进行进一步的实验,并表示他们可能会使用相同的工具来测量其他超重元素。