科学家成功合成铹的第14个同位素******
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素，也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素。铹-251具有α衰变性，可以发射出两个不同能量的α粒子。
超重元素的合成及其结构研究是当前原子核物理研究的一个重要前沿领域。铹是可供合成并进行研究的一种超镄元素，引起了人们极大的兴趣。
近日，科研人员利用美国阿贡国家实验室充气谱仪（AGFA）成功合成了超镄新核素铹-251。相关成果发表于核物理学领域期刊《物理评论C》。
此次合成铹的新同位素，运用了什么技术方法？合成得到的铹-251，具有什么基本特征？合成的铹-251对于物理、化学等学科的研究来说具有什么意义？针对上述问题，记者采访了这一工作的主要完成人之一，中国科学院近代物理研究所副研究员黄天衡。
不断进行探索，再次合成铹同位素
铹的化学符号为Lr，原子序数为103，是第11个超铀元素，也是最后一个锕系元素。“一般来说，原子序数大于铹的元素被称为超重元素。”黄天衡介绍。
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。同一种元素的同位素在化学元素周期表中占有同一个位置，同位素这个名词也因此而得名。
103号元素由阿伯特·吉奥索等科研人员于1961年首次合成。为纪念著名物理学家欧内斯特·劳伦斯，103号元素被命名为铹。锕系元素是元素周期表ⅢB族中原子序数为89—103的15种化学元素的统称，其中，铹元素在锕系元素中排名最后。
截至目前，科研人员们共合成了铹的14个同位素，质量数分别为251—262、264、266。目前合成的铹的14个同位素中，铹-251至铹-262是在实验中通过熔合反应直接合成的，铹-264和铹-266则是将原子序数更高的核素通过衰变生成的。
目前，铹的化学研究中最常使用的同位素是铹-256和铹-260。科研人员通过化学实验证实铹为镥的较重同系物，具有+3氧化态，可以被归类为元素周期表第七周期中的首个过渡金属元素。由于铹的电子组态与镥并不相同，铹在元素周期表中的位置可能比预期的更具有波动性。在核结构研究方面，受限于合成截面等原因，目前的研究仅集中在铹-255上。然而即使是铹-255，其结构能级的指认目前也还存有争议。
通过熔合反应，形成新的原子核
铹和其他原子序数大于100的超镄元素一样，无法通过中子捕获生成。目前铹只能在重离子加速器中通过熔合反应合成。由于原子核都具有正电荷而会相互排斥，因此，只有当两个原子核的距离足够近的时候，强核力才能克服上述排斥并发生熔合。粒子束需要通过重离子加速器进行加速。在轰击作为靶的原子核时，粒子束的速度必须足够大，以克服原子核之间的排斥力。
“仅仅靠得足够近，还不足以使两个原子核发生熔合。两个原子核更可能会在极短的时间内发生裂变，而非形成单独的原子核。”黄天衡介绍，如果这两个原子核在相互靠近的时候没有发生裂变，而是熔合形成了一个新的原子核，此时新产生的原子核就会处于非常不稳定的激发态。为了达到更稳定的状态，新产生的原子核可能会直接裂变，或放出一些带有激发能量的粒子，从而产生稳定的原子核。
在此次实验中，科研人员利用美国阿贡国家实验室ATLAS直线加速器提供的钛-50束流轰击铊-203靶，通过熔合反应合成了目标核铹-251。这个新的原子核产生后，会和其他反应产物一起被传输到充气谱仪（AGFA）中。在充气谱仪（AGFA）中，铹-251会被电磁分离出来，并注入到半导体探测器中。探测器会对这个新原子核注入的位置、能量和时间进行标记。
“如果这个原子核接下来又发生了一系列衰变，这些衰变的位置、能量和时间将再次被记录下来，直至产生了一个已知的原子核。该原子核可以由其所发生的衰变的特定特征来识别。”黄天衡说。根据这个已知的原子核以及之前所经历的系列连续衰变的过程，科研人员可以鉴别注入探测器的原始产物是什么。
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素，也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素（具有相同中子数的核素），还是利用充气谱仪（AGFA）合成的首个新核素。目前的实验结果表明，铹-251具有α衰变性，可以发射出两个不同能量的α粒子。
拓展新的领域，推动超重核理论研究
由于形变，若干决定超重核稳定岛位置的关键轨道能级会降低到质子数Z约等于100、中子数N约等于152核区的费米面附近。对于这一核区的谱学研究可以对现有描述稳定岛的各个理论模型进行严格检验,从而进一步了解超重核稳定岛的相关性质。由于上述原因，对于这一核区的谱学研究是当下探索超重核结构性质的热点课题。
此前的理论模型均无法准确地描述这一核区铹的质子能级演化，相关的实验数据十分有限。“本次实验的初衷为把铹的结构研究进一步拓展到丰质子区，尝试开展系统性的研究。”黄天衡表示。
研究结果表明，形成超重核稳定岛的关键质子能级在铹的丰质子同位素中存在能级反转现象。此外，研究人员还通过推转壳模型下粒子数守恒方法（PNC-CSM）较好地描述了这一现象，并指出了ε_6形变在这一核区的质子能级演化中起到的重要作用。
“此次研究指出了ε_6形变在铹的丰质子核区的质子能级演化中起到的重要的作用，对现有的理论研究提出了新的挑战，将推动超重核领域相关理论研究的发展。”黄天衡说。（记者颉满斌）
BOE（京东方）创新科技赋能体育盛会无限“京”彩******
第24届冬季奥林匹克运动会在北京举行，2022年2月4日北京冬奥会开幕式恰逢中国二十四节气之首“立春”，开幕式上运用最新科技手段为世界人民带来“中国式浪漫”。从令全球观众赞叹不已的主火炬台、全球最大的8K超高清地面显示系统，再到整个赛事期间随处可见的8K超高清显示大屏、志愿者数字胸牌……据了解，这些“黑科技”均来自BOE（京东方）。
作为全球领先的物联网创新企业，为本届冬奥会增添“京”彩一笔。音乐光影流转，炽烈的圣火燃烧在北京的夜空，宣告这场全球瞩目的冬季冰雪体育盛会正式开幕，为世界献上一场融合数字科技与美学创新，极富科技感、立体感、动态感、唯美感和体验感的全新视觉盛宴。
“软硬融合”创新科技让主火炬台上巨型“雪花”盛放。为实现导演组火炬台要像“钻石般璀璨闪耀”的创意理念。据了解，开幕式的主火炬台直径达14.89米，由96块小雪花形态和6块橄榄枝形态的LED双面屏创意组成，采用双面镂空设计，嵌有55万余颗LED灯珠，每一颗灯珠都由驱动芯片的单一信道独立控制。BOE（京东方）核心研发团队通过500多张设计图纸和近10轮的制样，研发出目前行业内发光面最窄的单像素可控异形显示产品，充分呈现雪花的线条感和细腻的画面显示效果，成功将导演组的艺术创意变为现实。
火炬点燃后，巨型雪花屏由中心向四周辐射开来，波浪般层层递进璀璨光芒，快速变换、完美同步的显示画面背后，采用的是BOE（京东方）AIoT技术体系及自主研发的同/异步兼容信发系统，异步集控能在极短时间内将大规模视频内容快速下发，同步集控确保102块双面屏幕实现毫秒级响应；此外，“主路+环路”备份的高冗余控制系统确保了火炬台播控系统的超高可靠性。
同时，通过采用LoRa（远距离无线电）低延迟控制系统搭配同步播放时间校正技术，进一步确保指令下发万无一失，实现视频画面完美协同。整体硬件支撑、软件系统均由BOE（京东方）自主研发设计。伴随圣火点亮，开幕式让全球观众都为其唯美浪漫而惊艳震撼。
全球最大8K超高清地面显示系统呈现出“会发光的舞台”震撼的视觉艺术。奥运的舞台上，绝不单是赛场上运动员之间的较量，更是赛场背后科学水平、技术装备的大比拼。据了解，目前全球最大的8K超高清地面显示系统应用于开幕式舞台地面，与演员表演实时互动，交相辉映。
整体舞台面积达10393平方米，采用多个8K+级分辨率的画面融合技术，超大规模的光学校正算法可对每个显示画面进行像素点级的光学校正，可实现100000:1超高对比度、3840Hz超高刷新率，以及29900x15096超高分辨率的超高清绚丽画面。通过搭载BOE（京东方）自主研发的超大规模显示模组控制与同步系统，还可实时捕捉演员行进轨迹，实现画面与演员的无缝互动。同时，在长达5个月的高强度排演及冬季零下30摄氏度的极端低温雨雪天气，地面显示系统依然能实现稳定运行。
开幕式视效总监、视效总制作团队黑弓Blackbow负责人王志鸥表示，我们历时三年，以“数字科技”为载体，以“传统与创新结合”为立意，围绕主火炬台打造璀璨梦幻的冰雪意境，用视觉艺术向世界讲述新时代的中国文化故事，而这些视觉内容的呈现需要与硬件技术的高度协同和完美配合，正是BOE（京东方）全球领先的显示技术和智慧系统，让开幕式的创意内容达到了最好的呈现效果。
智慧显示“8K看比赛”，物联网科技“数字胸牌”，使黄金赛事资源焕发活力。作为中央广播电视总台8K超高清技术合作伙伴，BOE（京东方）携手央视，以领先的8K专业级显示助力国际顶级冰雪赛事的首次8K直播，并在首都体育馆、张家口山地新闻中心等地开展8K超高清赛事转播，还携手合作伙伴让近200台超大尺寸8K电视走进北京市150个社区、10所高校、体育比赛场馆、国家大剧院、科技部、行政副中心等场所，为全球观众及广大市民带来极具临场感的超高清赛事盛宴。
整个赛事活动期间，在运动员村，志愿者胸前佩戴的BOE（京东方）数字胸牌采用护眼电子墨水屏，能清晰呈现黑、白、红三色显示，量身定制的智能软件及一组人工智能算法支持图文内容“海量快速刷新”，可随时、高效更新显示信息，从制卡、刷卡到拿卡仅需10秒即可完成，同时采用“无源”设计，使用手机NFC功能即可通信取电，真正实现绿色低碳理念。
BOE（京东方）从2016年夏季赛事期间全球首次顶级赛事8K超高清实况转播，到携手中国国家击剑队亮剑东京赛场，再到2019年国庆70周年庆祝活动上3290块光影屏表演，作为领先的物联网创新企业，不断开拓数字化应用场景版图，与全球各界伙伴携手激发物联网产业的蓬勃生命力，共创智慧化新未来。（王一涵）
