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原文作者 / Sigurd Hofmann
在探尋超重元素的旅途上，112號元素是通往“穩定島”的一塊落腳石。本文中，Sigurd Hofmann講述了他的團隊是如何一步步“創造”並發現它的。
在理論核物理學家預測了穩定超重元素島——這組元素的核子數量將會滿足組成閉合殼層的條件，而這將賦予它們足夠的穩定性以抵消質子間強大的斥力——的時候，112號元素並沒有引起多少研究興趣。
相較而言，126號元素以及後來的114和120號元素吸引了大部分的注意力，因為這些元素被預測有長達百萬年的半衰期，這意味著我們能在地球上找到這些元素。然而，試圖在自然環境中或是各種核反應中將它們鑑別出來的努力全部遭到了失敗，這使得科學家們不得不走上逐一製造這些元素的崎嶇山路。
1976年，106號元素——現在被命名為（Seaborgium） ——的發現為這條路奠定了起點，而在相當一段時間裡112號元素標誌著這條路暫時的盡頭。
為了發現112號元素，有四項關鍵的技術改進是必需的。第一項是能將盡可能多種類的同位素作為離子束髮射出去的加速器，離子束強度必須達到至少每秒1012–1013個離子，同時速度需要達到大約10%光速。第二項是同樣由多種同位素製成的標靶，需要能夠承受上述的高強度離子束。
第三項是能夠快速、高效地將反應產物從離子束中分離出來的分離器，最後一項則是能可靠地鑑定所獲得元素的檢測系統。
在我們的實驗室裡，以上改進是由如下設備完成的：UNILAC加速器（通用直線加速器Universal Linear Accelerator），旋轉的靶盤，電磁分離器SHIP（重離子反應產物分離器Separator for Heavy Ion reaction Products），以及位置靈敏硅探測器。憑藉這樣的組合，我們得以檢測到壽命在一毫秒至數小時間的各種原子核，並能檢測從107號到111號的每一種元素。
到1996年，我們作好了合成112號元素的準備。我們選擇了下述離子束和標靶材料，以使兩者的質子數加起來為112：進行轟擊的是具有30個質子和40箇中子的鋅離子束，而標靶則是具有82個質子和126箇中子的鉛原子核 ，於是我們得到了具有112個質子和166箇中子的新元素——即原子質量為278的新元素。
儘管參與反應的原子核並不會輕易融合，更多的情況下是被質子間的巨大電荷斥力彈開，因此將兩個原子核（鋅和鉛）強加到一起需要相當大的能量，但這一壁壘可以被越過，隨後的原子核間吸引力便會引發核聚變。這一反應會放出能量，於是這一放熱反應所產生的熱原子核就會放射出一箇中子以冷卻下來，留下一個原子質量277的原子核供我們研究。
即便使用了最強大的離子束進行轟擊，我們一個星期也只合成了一個112號元素的原子。2000年的另一次實驗使我們得以測量第二個原子，而2004年日本理研的實驗室又製造出兩個原子，以此確認了我們測得的數據。國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）從而將這一元素的首先發現記到了我們團隊的名下； 2009年的4月，我們被邀請為112號元素命名。
為了定名，我們團隊的來自四個不同國家的21名研究人員討論了近一個月——備選提案有些來自學生，有些來自公眾。最終我們一致認同，112號元素應當以天文學家尼古拉·哥白尼的名字命名， 並提出將其命名為鎶（Copernicium）並以Cn作為對應縮寫。
尼古拉·哥白尼最著名的事蹟是質疑當時廣為接受的天體以地球為中心運行的宇宙觀，並提出了日心說。
© ISTOCKPHOTO/LUKASZ KULICKI
哥白尼生活在五百年前，他的時代見證了中世紀到現代的轉型；他深刻地影響了當時的政治和哲學思考，並在實驗的基礎上對現代科學的興起做出了貢獻。他對天體的描述同樣適用於其他的小物體因吸引力圍繞大質量中心運行的系統。在微觀層面上，電子圍繞著原子核運行的原子也符合這一模型；以鎶為例，就是112個電子圍繞著由112個質子和165箇中子組成的原子核運行。
鎶的性質應當類似過渡金屬，因為它在元素週期表中的位置在IIB族，位於鋅、鎘和汞下方；初步實驗中，在金的表面上吸附了數個鎶原子，已經顯示出了它與汞之間的相似性。它可能比汞的揮發性略強，但在室溫下有很大可能性是液態的。
當然了，因為至今只製取了寥寥可數的幾個原子，衰變速度又快，短期之內它不太可能派上什麼用處，但它的發現為更重的元素鋪平了道路——即前文所述超重元素。ⓝ
nchem|doi:10.1038/nchem.533
原文以 Welcome copernicium? 為標題，發佈在 2010 年 2 月 1 日的《自然-化學》In Your Element 上。
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