远古恒星可能创造了科学未知的超重元素

远古恒星可能创造了科学未知的超重元素但这一过程的极限是什么，一种元素能有多重？这些问题是北卡罗来纳州立大学科学家最新研究的重点。元素的轻重取决于它们的原子质量，原子质量的定义是该元素单个原子核中质子和中子的数目。天然存在的最重的元素是铀，原子质量为238。最重的元素是通过所谓的"r过程"产生的，这种过程只能在中子星的极端环境中发生。从本质上讲，漂浮在恒星中的原子核会在几分之一秒内被中子淹没，然后其中一些中子会转化为质子。这就产生了铂或铀等重元素原子。"如果你想制造比铅和铋更重的元素，那么r过程就是必要的。必须快速添加许多中子，但问题是这样做需要大量的能量和中子。而找到这两者的最佳地点是在中子星诞生或死亡时，或者是在中子星碰撞并产生这一过程的原始成分时。"研究小组研究了银河系中42颗经过充分研究的恒星的成分，已知这些恒星含有在早期恒星中形成的重元素。研究人员没有对每颗恒星进行单独研究，而是对整个恒星群的元素丰度进行了集体研究，并发现了以前被忽略的规律。研究人员发现，某些元素，包括钌、铑、钯和银，在这些恒星中含量丰富，但元素周期表中紧邻它们的元素却没有同样的相关性。研究小组说，这证明这些元素是由更重的元素衰变形成的。研究人员逆向计算出，起始重元素的原子质量至少为260u。罗德勒说："260这个数字是很有趣的，因为我们以前没有在太空或地球上自然探测到这么重的东西，即使是在核武器试验中。但在太空中看到它们，为我们如何思考模型和裂变提供了指导--并能让我们深入了解元素的丰富多样性是如何形成的。"科学家们长期以来一直认为，元素周期表之外可能还有更多的元素，但它们的原子质量使它们变得不稳定，因此它们会很快衰变成更轻的元素。当然，这也使得寻找和研究它们变得异常棘手--已知最重的元素奥加涅松的原子质量为294u，而实验室中只产生过五种这种元素的原子。这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403547.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403547.htm

突破元素周期表的极限："超重"元素挑战理论

突破元素周期表的极限："超重"元素挑战理论来自新西兰梅西大学（MasseyUniversity）、德国美因茨大学（UniversityofMainz）、法国索邦大学（SorbonneUniversity）和稀有同位素加速器（FRIB）的科学家们讨论了元素周期表的极限，并结合超重元素研究的最新进展对"稳定岛"的概念进行了修正。他们的工作是2024年2月《自然-物理学评论》的封面专题。除了《自然-物理评论》的专题报道外，《物理报告》还发表了一篇关于超重元素原子电子结构理论的评论。寻找超重元素什么是最重的结合原子核和最重的结合原子，它们有什么特性？质子数超过103个的化学元素核被称为"超重核"。它们是科学家们正在努力揭示的这些原子核的广阔未知领域的一部分。探索这一未知领域为连接广泛科学领域的发现提供了前景。目前正在建造的新的实验设施可以帮助科学家揭示原子及其原子核在电子、质子和中子数量非常大的情况下的特性。这些设施将在原子序数和质量的极限上创造出新的元素和核素。研究图片。图片来源：《自然-物理评论》2024年2月刊，封面设计：SusanneHarris超重原子核的产生率极低。从这些实验中获得的物理和化学数据表明，超重原子核偏离了轻元素和同位素。这让科学家们质疑，元素周期表和核素表的边界还能扩大多少。评估是否存在"扩展稳定半岛"也是一个科学目标，在这个半岛上，超重原子核的寿命可能超过迄今为止发现的寿命极短的原子核。超重元素的理论进展与未来此外，原子结构理论的进展集中于超重元素及其预测的电子基态构型，这对元素在周期表中的位置非常重要。"由于存在巨大的静电力，超重原子中的电子以接近光速的速度运动，"论文作者之一、约翰-A-汉纳物理学特聘教授、FRIB首席科学家维特克-纳扎雷维茨（WitekNazarewicz）说。"超重原子核中非常强的库仑力也会产生新的效应。这对原子和核理论来说是一场新的球赛"。在FRIB，科学家们将研究如何更接近位于稳定性增强区域的超重原子核。许多超重核目前无法测量，因此有关它们的信息必须来自理论推断。FRIB的核理论家利用高性能计算和机器学习辅助下的先进模型对超重核进行预测。研究元素周期表和超重区的核状况将产生新的想法和方法，对核物理学、原子物理学、天体物理学和化学产生影响。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425709.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425709.htm

新研究称咀嚼可能在人类进化中发挥了重要作用

新研究称咀嚼可能在人类进化中发挥了重要作用科学家现在认为，咀嚼的进化可能在人类如何随时间进化中发挥了重要作用。研究人员在《科学进展》杂志上发表的一项新研究探讨了咀嚼的现状。该研究认为，人类的牙齿、颌骨和肌肉在进化过程中，在咀嚼时使用的能量较少，使其能够在其他地方消耗。我们如何咀嚼东西实际上对我们的身体极为重要。在你的生活中，你可能不止一次听到"咀嚼食物"这句话。虽然这只是防止窒息的好方法，但咀嚼食物对于使食物中的能量和营养物质被消化系统所吸收也很重要。因此，咀嚼的演变帮助完全简化了这一过程。咀嚼食物需要能量。《纽约时报》报道说，一个人每天要花大约35分钟来咀嚼。我们的一些表亲，如黑猩猩，每天花4.5小时咀嚼。猩猩花费的时间甚至更长，每天平均有6.6小时的咀嚼时间。因为它们花费如此多的时间来咀嚼，我们的表亲在这样做时消耗了更多的能量。为了测试人类现在是如何咀嚼的，研究人员给参与者提供了无糖、无味的口香糖。然后，他们将参与者放在一个能够监测氧气和二氧化碳水平的罩式机器内，以帮助测量咀嚼口香糖所需的能量，时间为15分钟。他们还得到两种不同类型的口香糖供其选择，一种是硬的，一种是软的。研究人员发现，当咀嚼硬口香糖时，参与者的新陈代谢率高出15%。当咀嚼软口香糖时，参与者的新陈代谢率只比正常情况下高10%。研究人员说，由于咀嚼更硬的物质需要更多的能量，我们的脸可能已经专门根据使咀嚼花费更少的能量而进化了。研究人员发现的证据似乎表明，咀嚼的进化在人类漫长岁月中进化中发挥重要作用。在我们脸上形成的变化不仅使我们使用更少的能量进行咀嚼，而且还使咬合更容易，并且帮助我们使用更少的能量来维持身体正常运转。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1306787.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1306787.htm

科学家们在寻找暗物质的过程中发现新的物理现象

科学家们在寻找暗物质的过程中发现新的物理现象大约三年前，Wolfgang“Wolfi”Mittig和YassidAyyad开始寻找暗物质--也被称为宇宙中缺失的质量。尽管他们的探索没有发现暗物质，但科学家们还是发现了一些以前从未见过的、无法解释的东西。密歇根州立大学物理和天文学系的汉纳特聘教授、稀有同位素光束设施（简称FRIB）的教员Mittig说：“这就像一个侦探故事。”他说：“我们开始寻找暗物质，但我们没有找到它。相反，我们发现了其他一些对理论解释具有挑战性的东西。”为了使他们的发现有意义，该团队继续工作，进行进一步的测试并积累更多数据。Mittig、Ayyad和他们的同事在密歇根州立大学的国家超导回旋加速器实验室(NSCL)加强了他们的论点。研究人员在NSCL工作时发现了一条通往他们意料之外的目的地的新路线，他们在《物理评论快报》杂志上披露了这一点。此外，他们还揭示了耐人寻味的物理学在亚原子粒子的超小量子领域中的工作。科学家们特别表明，即使一个原子的中心或原子核挤满了中子，它也能通过吐出一个质子而找到一条通往更稳定构型的路线。暗物质是宇宙中最知名但最不为人所知的事物之一。科学家们几十年来一直知道，根据恒星和星系的运动，宇宙包含的质量比我们能感知的要多。尽管研究人员确信暗物质的存在，但他们还没有找到它的位置，也没有设计出如何直接探测它。西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉大学的加利西亚高能物理研究所（IGFAE）的核物理研究员Ayyad说：“找到暗物质是物理学的主要目标之一。”Mittig说，科学家们已经启动了大约100个实验，试图阐明暗物质到底是什么。他说：“经过20、30、40年的研究，没有一个人成功。”“但是有一个理论，一个非常假想的想法，你可以用一种非常特殊的核子来观察暗物质，”Ayyad说，他以前是NSCL的一个探测器系统物理学家。这一理论的核心是它所谓的暗衰变。它假设某些不稳定的原子核，即自然崩解的原子核，在崩解时可以抛弃暗物质。因此，Ayyad、Mittig和他们的团队设计了一个可以寻找暗衰变的实验，他们知道这种可能性对他们很不利。但是这场赌博并不像它听起来那么大，因为探测异类衰变也让研究人员更好地了解核和量子世界的规则和结构。研究人员有很大的机会发现新的东西。问题是那会是什么。Ayyad说，当人们想象一个原子核时，许多人可能会想到一个由质子和中子组成的块状球。但是原子核可以采取奇怪的形状，包括所谓的晕核。铍-11是晕核的一个例子。它是铍元素的一种形式，或者说是同位素，它的核内有四个质子和七个中子。它将这11个核粒子中的10个保持在一个紧密的中心团中。但有一个中子漂浮在远离核心的地方，松散地与原子核的其他部分结合在一起，有点像月亮环绕地球。铍-11也是不稳定的。在大约13.8秒的寿命之后，它通过所谓的β衰变而崩解。它的一个中子射出一个电子，变成一个质子。这使原子核转变为具有五个质子和六个中子的硼元素的稳定形式，即硼-11。但是根据那个非常假设...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313757.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313757.htm

日本、韩国科学家联手发现未知铀同位素 半衰期超短

日本、韩国科学家联手发现未知铀同位素半衰期超短在最新研究中，日本高能加速器研究机构（KEK）的科学家们填补了这一知识空白，他们确定了19种此类同位素的质量，其中包括全新的铀-241。团队在KEK同位素分离系统设施上开展了最新实验。他们将一束铀-238原子核加速靶入一个铂-198原子核的旋转标靶内，这一过程使多个质子和中子在铀束核和铂靶核之间转移，形成了多个同位素，他们随后使用飞行时间质谱仪确定了这些同位素的质量。研究人员表示，最新研究中使用的技术能帮助他们更好地理解与重元素相关的原子核的形状，有望修改现有建造核电站和核武器的模型，以及描述恒星爆炸行为的理论，最新方法还有助发现更多的新同位素。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353467.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353467.htm

宇宙炼金术：3D模型揭示千新星制造重元素的秘密

宇宙炼金术：3D模型揭示千新星制造重元素的秘密合并时的两颗中子星。三维计算机模拟技术的最新进展让人们对中子星合并后发出的光线有了更深入的了解。这些模拟对于了解比铁更重的元素的起源至关重要。资料来源：DanaBerrySkyWorksDigital,Inc.GSI/FAIR科学家、《天体物理学杂志通讯》（TheAstrophysicalJournalLetters）上这篇论文的主要作者卢克-J-辛格斯（LukeJ.Shingles）说："我们的模拟结果与观测到的千新星AT2017gfo之间前所未有的吻合表明，我们大致了解了爆炸和爆炸后发生了什么。最近结合引力波和可见光进行的观测表明，中子星合并是产生这种元素的主要场所。"辐射转移模拟背后的力学原理中子星合并时喷射出的物质中电子、离子和光子之间的相互作用决定了我们能通过望远镜看到的光。这些过程和发射的光都可以用辐射传递的计算机模拟来建模。研究人员最近首次制作了一个三维模拟，该模拟能够自洽地跟踪中子星合并、中子俘获核合成、放射性衰变沉积的能量以及重元素数千万次原子跃迁的辐射传递。极震区作为一个三维模型，观测到的光线可以在任何观察方向上进行预测。当观察方向几乎垂直于两颗中子星的轨道平面时（如观测证据显示的千新星AT2017gfo），该模型预测出的光谱分布序列与观测到的AT2017gfo极为相似。Shingles说："这一领域的研究将有助于我们了解比铁更重的元素（如铂和金）的起源，这些元素主要是由中子星合并中的快速中子俘获过程产生的。"千新星的三维模拟结果资料来源：LukeJ.Shinglesetal2023ApJL954L41大约有一半比铁重的元素是在极端温度和中子密度的环境中产生的，就像两颗中子星相互合并时产生的那样。当两颗中子星最终相互旋进并凝聚在一起时，所产生的爆炸会导致物质喷射出来，在适当的条件下，通过一连串的中子俘获和β衰变，产生不稳定的富中子重核。这些核子衰变到稳定状态，释放出的能量为爆炸性的"千新星"瞬态提供了动力，这种明亮的光发射在大约一周内迅速消退。三维模拟结合了多个物理学领域，包括高密度下的物质行为、不稳定重核的特性以及重元素的原子-光相互作用。进一步的挑战依然存在，例如计算光谱分布的变化率，以及描述晚期喷出的物质。这一领域未来的进展将提高我们预测和理解光谱特征的精确度，并将进一步加深我们对重元素合成条件的理解。这些模型的一个基本要素是高质量的原子和核实验数据，FAIR设备将提供这些数据。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391441.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391441.htm