118號元素失蹤事件

先復習基礎知識吧

化學元素周期表是1869年俄國科學家門捷列夫首創(chuàng)的，后來經(jīng)過一些化學家的完善和改進，變成了我們現(xiàn)在看到的樣子。在元素周期表里，各個元素是按照原子核中的質(zhì)子數(shù)從低到高排列的。接下來，請打起精神仔細讀下面這一段，因為我們得先弄明白一些聽起來很難懂的詞，比如原子核和質(zhì)子。

世界所有物質(zhì)都是由分子或者是原子構(gòu)成的，盡管原子的英文名稱atom的本意是不能被進一步分割的最小粒子，但是，隨著科學的發(fā)展，原子被認為是由原子核和圍繞原子核運動的電子組成，而原子核又是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的。

瞧，也不是太難懂是不是?接下來我們繼續(xù)說化學元素周期表的排列。剛才我們說到各個元素是按照原子核中的質(zhì)子數(shù)從低到高的順序排列的。1號元素是氫，原子核里含有1個質(zhì)子，而自然界中最大號的元素是92號元素鈾。比鈾更大號的元素(它們被稱為超鈾元素)就只能是用人工合成或半合成，比如讓氫原子核和鈾原子核聚合，就有了93號元素。不過，合成這樣的新元素并不是件容易的事，需要把兩種元素的原子核中比較輕的那一個，用回旋加速器加速到非常高的速度，去撞擊比較重的那一個原子核，才有可能讓它們聚合。

關鍵人物出場了

剛才又提到一個可能讓你覺得陌生的東西——回旋加速器。你只需要明白它是一個合成新元素所必需的重要儀器就行了。1932年，美國物理學家勞倫斯和他的學生一起建成了世界上第一座回旋加速器，他因此獲得了諾貝爾物理學獎。

有了回旋加速器，發(fā)現(xiàn)新元素的競賽就開始了。1940年，美國的勞倫斯·伯克利國家實驗室(LBNL)首先發(fā)現(xiàn)了93號元素和94號元素。在這以后的40年里，他們又發(fā)現(xiàn)了12種超鈾元素，把元素周期表一直推進到了106號。

不過，他們的好運氣并沒有一直持續(xù)下去。德國重離子研究中心(GSI)從1980年開始，用15年時間發(fā)現(xiàn)了107到112號的6種新元素。

美國的勞倫斯·伯克利國家實驗室不甘心落后，就從德國重離子研究中心請來了物理學家維克多·尼諾夫為自己工作——當然你也可以理解成是挖角。請注意這位尼諾夫先生，他曾經(jīng)在德國重離子研究中心開發(fā)出一個用來分析實驗原始數(shù)據(jù)的軟件，是發(fā)現(xiàn)110號、111號和1 12號元素的關鍵人物。

新元素橫空出世

現(xiàn)在是時候發(fā)現(xiàn)新元素了。1999年4月，美國勞倫斯·伯克利國家實驗室的科學家們開始了實驗。他們在實驗中記錄下了大量的原始數(shù)據(jù)，然后用尼諾夫開發(fā)的程序進行分析。當時只有尼諾夫知道那個數(shù)據(jù)分析程序怎么用，所以所有的原始數(shù)據(jù)都交給他一個人處理——把二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成人可以閱讀的數(shù)字和文字，然后再從里面尋找有沒有新元素被合成出來。如果真的新元素出現(xiàn)，那它會很快衰變，形成一條衰變鏈。

幾天后，尼諾夫向同事們宣布，他從實驗數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了三條衰變鏈——這表示合成了3個新元素原子。真的發(fā)現(xiàn)了新元素，這是118號元素!

尼諾夫和他的同事們立刻把實驗結(jié)果寫成論文，在《物理評論快報》上發(fā)表出來——這可是全世界最著名的物理學頂級學術(shù)期刊之一。

118號元素誕生1毫無疑問，勞倫斯·伯克利國家實驗室的研究人員在發(fā)現(xiàn)新元素這件事上做出了許多了不起的工作，尤其是維克多·尼諾夫先生。

118號元素消失了

別高興得太早。新元素是不是真的存在，可不是只憑一個人或者一家研究機構(gòu)說了算，還得經(jīng)過別的實驗室驗證才行。1999年下半年，德國重離子研究中心以及日本、法國的研究人員一直想要重復美國勞倫斯·伯克利國家實驗室的實驗，但都沒能發(fā)現(xiàn)118號元素。

因為同行們的懷疑，2000年，美國勞倫斯·伯克利國家實驗室重復了自己一年以前的實驗，不過這次他們沒能檢測到118號元素。第二年，在對檢測設備做了改進之后，勞倫斯·伯克利國家實驗室再次重復實驗。尼諾夫報告發(fā)現(xiàn)了一條衰變鏈，不過他的同事們卻說沒有發(fā)現(xiàn)——這時候尼諾夫的同事當中已經(jīng)有人會用尼諾夫的程序分析原始數(shù)據(jù)了。于是，尼諾夫又一次對數(shù)據(jù)做了分析，承認沒有衰變鏈。

這下尼諾夫的同事們意識到以前的實驗結(jié)果可能有問題，重新分析了1999年的實驗數(shù)據(jù)，結(jié)果很遺憾，他們沒發(fā)現(xiàn)任何衰變鏈，或者這么說——衰變鏈只出現(xiàn)在由尼諾夫轉(zhuǎn)換以后的文件里，在原始數(shù)據(jù)中并不存在。

這到底是怎么回事?

真相似乎有點兒意外

美國勞倫斯·伯克利國家實驗室宣布撤銷有關118號元素的發(fā)現(xiàn)，接下來開始對整件事進行徹底調(diào)查。他們希望一切都是誤會，比如原始數(shù)據(jù)中本來含有衰變鏈而后來丟失了，又或者是尼諾夫的程序出了問題。但調(diào)查結(jié)果讓他們非常失望——調(diào)查人員在對2001年那次實驗的調(diào)查當中，發(fā)現(xiàn)分析文檔被做了篡改，改完以后剛好能出現(xiàn)衰變鏈。接著，他們又在對1999年實驗記錄的調(diào)查當中發(fā)現(xiàn)了類似的篡改，而篡改者都是用尼諾夫的賬號登錄的。

調(diào)查報告有了結(jié)論——他們認為尼諾夫偽造實驗結(jié)果。2002年5月，美國勞倫斯·伯克利國家實驗室開除了尼諾夫。曾經(jīng)大名鼎鼎的物理學家尼諾夫只好從此告別了科研，因為再也不可能有科研機構(gòu)肯聘用他。

最后要提一下的是，2006年10月，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室跟俄羅斯科學家合作，通過設在俄羅斯的回旋加速器，成功合成了118號元素Uuo，還觀察到這個新元素存在了不到1毫秒時間——盡管這個時間很短，但能保證實驗結(jié)果真實可信。

編輯／梁宇清