四種新元素“上表”引爭議上元素周期表得舉手表決？

　　2016年5月，瑞典南部小鎮Bakaskog Castle本該一片歡樂。在諾貝爾基金會的贊助下，一些物理學家和化學家聚集在此，召開了一場特別的討論會，為科學家評估核科學極限的全球努力提供機會，同時慶祝4種新元素在幾個月前加入元素周期表。這些元素的正式名稱計劃在幾天內正式宣布。對于發現它們的科學家和國家而言，這是一份巨大的榮譽。

　　雖然很多與會專家都為核科學的進展，以及這些進展所帶來的大新聞激動不已，但也有相當數量的科學家感到擔憂。他們擔心評估新元素發現真實與否的流程有缺陷，另外也憂慮對新發現元素進行的評審不達標。一些人認為目前的證據并不足以為最具爭議的兩種元素——115號和117號元素進行正名。元素周期表的科學可信度岌岌可危。

　　在會議的最后，一位科學家提出通過舉手表決來決定是否要按計劃公布這些新元素的名稱。這暴露出了眾人憂慮的程度之深。多數科學家支持延遲宣布新元素的名稱，美國俄勒岡州立大學的核化學家Walter Loveland說。

　　這一結果令領導發現了其中3種新元素的幾位俄羅斯科學家感到極其不滿。“他們一跺腳，徑直離開了，我從未在學術會議上見過這樣的事情。”Loveland說。

　　4位新成員

　　盡管顧慮重重，但是新元素的正式名稱還是很快對外公布了。Nihonium（原子序數113）、moscovium（原子序數115）、tennessine（原子序數117）和oganesson（原子序數118）作為元素周期表的永久成員加入了此前發現的114種元素的大家庭。

　　在門捷列夫夢見元素的有序表格約150年后的今天，元素周期表的第七行正式補充完畢。

　　然而這一系列圍繞新元素正式命名所發生的事情使得一些研究者憂心忡忡。瑞典隆德大學的核物理學家ClaesFahlander認為實驗結果終將證實moscovium和tennessine的發現。盡管如此，他堅稱現在承認這些新元素的發現還為時過早。“作為科學家，我們不會盲信，我們要見到證據。”他說。

　　當全世界準備在2019年慶祝化學元素周期表國際年時，圍繞這4種新元素的爭論推動了未來新元素鑒定流程的改革。同時，這也為它們投下了不確定性的陰云——元素周期表的監管機構有可能對最新發現的元素進行重新審核。

　　這些爭議部分源于一些化學家和物理學家之間的不和——究竟誰才是元素周期表最正統的監護人。從歷史上看，化學家一直擔任著這一職責，因為幾百年來，他們利用化學方法發現了自然存在的各種元素。

　　然而，在過去的幾十年里，核物理學家領導了對新元素的探索——通過在標靶中打入原子核從而人工合成新元素。僅僅是造出這些超重元素的一個原子就可能花數年時間——這些超重元素以極其不穩定性而著稱，有些在遠不足一秒的時間內就通過放射性衰變分裂掉了。

　　隨著研究團隊爭相創造下一個元素，為這些新發現提供確切證明卻變得越來越難。

　　手足之爭

　　核準或否決新元素的工作由兩個姐妹組織負責：國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）和國際純粹與應用物理學聯合會（IUPAP）。

　　自1999年以來，這兩個組織一直依靠一個特別專家小組，即聯合工作組（JWP）進行評估判斷。該小組由美國卡內基·梅隆大學的退休教授、核化學家PaulKarol領導。工作組通過定期重建審核有關發現新元素的聲明。最近一次重建發生在2012年，由Karol和另外4名物理學家組成，之后在2016年解散。

　　當時，JWP將發現115號、117號和118號元素的榮譽歸于俄羅斯杜布納聯合原子核研究所資深核物理學家Yuri Oganessian所領導的俄美聯合團隊，將113號元素的發現歸功于日本理化學研究所。

　　這一審核決定于2015年12月30日對外公布，與此同時，IUPAC迅速召開了一場新聞發布會，宣布發現4種新元素。實際上，他們這樣做的時候，IUPAC執行委員會還沒有批復JWP的結論，因此這違反了該聯合會的公開規章；執委會過了1個月才予以批復。

　　更富有爭議性的是，時任IUPAP主席的澳大利亞墨爾本大學教授BruceMcKellar指出，JWP的決定根本沒有呈報給當時正等著看結果的IUPAP。

　　瑞典隆德大學物理學家、前IUPAP主席CeciliaJarlskog稱，多年以來，IUPAC不公平地主導了核實新元素發現的流程。Karol在接受媒體記者采訪時曾表示，在準備JWP的報告時，他幾乎只和IUPAC聯絡。在2016年的瑞典會議上，Jarlskog明確表達了不滿，指責IUPAC試圖單獨宣布新元素，搶占風頭。

　　這次，JWP關于115號和117號元素的審核也招來了批評，使物理學界和化學界之間的關系變得更緊張。聲稱發現了這兩種元素的團隊稱，115號和117 號元素的放射性衰變鏈可以匹配，這可以作為證據支持新元素的發現，JWP認可了這一結論。

　　但是這種被稱為“交叉轟擊”的方法在分析奇數號元素時是出了名的不可靠。Fahlander及其合作者報告稱，對于115號和117號元素而言，此類匹配不太可能存在——這一擔憂在2015年2月就引起了JWP的注意。

　　當時的專家組成員、加拿大曼尼托巴大學核物理學家Robert Barber說，雖然他和同事們對交叉轟擊方法“深感擔憂”，但除此之外并無其他可用的證據。Loveland也支持工作組的整體結論，他認為即使最近這一屆工作組弄錯了部分細節，但歷史表明工作組的結論不太可能被推翻。

　　俄羅斯杜布納研究所核物理學家Vladimir Utyonkov也對工作組的工作感到不滿。雖然他不認同隆德大學團隊對交叉轟擊的看法，而且相信俄美團隊的發現十分可靠，但是他堅持認為專家組缺乏“高水平的”重元素合成人才。

　　評審難題

　　盡管存在種種顧慮，IUPAC和IUPAP依然決定在2016年6月宣布了4種新元素的名稱。McKellar承認他原本對此做法有所疑慮，但是他所咨詢的大部分物理學家和化學家都告訴他，JWP的整體結論多半是可信的。

　　時任IUPAC無機化學部主席Jan Reedijk稱，當初之所以一早就公布消息，一方面是為了防止消息泄露，另一方面也是為了滿足發現這些元素的實驗室的要求，他們急切希望公布消息。

　　因此，在JWP的調查報告通過了同行評議并被IUPAC的學術期刊《純粹與應用化學》接收之后，他很快就代表他所屬的分部在2015年12月批準了這份調查報告。“我注意到報告已經走完了適當的同行評議流程，所以我在不到1個小時的時間內就給出了 ‘同意’。”他說。

　　然而，人們現在并不清楚評審過程是否真正獨立。根據IUPAC執行總監LynnSoby所說，JWP的工作結果在對外公布之前經過了兩輪評審。在第一輪中，工作組的調查報告被送到若干實驗室，主要是參與了新元素發現的實驗室，另外還送給了其中一個實驗室所推薦的一名審稿人。在第二輪中，這份調查報告被送給IUPAC的術語、命名及符號委員會的成員們做進一步審核。

　　Soby說該委員會的任務是檢查用詞和格式上的錯誤，因此為工作組報告提供學術細節審查的責任實際上落到了發現新元素的實驗室。Soby稱這一做法是妥當的，因為這些實驗室成員就是該領域的專家。

　　然而其中一名研究人員Utyonkov為IUPAC招募了另外15名獨立專家進行學術評審。Utyonkov以為他和另外兩位來自杜布納研究所的同事只是被要求檢查報告里提到的事實和數字。

　　為了打消人們的擔憂，兩個聯合會一致通過了新的元素評審程序。根據5月份發布的修訂版規范，在共同發布JWP的結論之前，IUPAC和IUPAP的主席將各自擁有審核工作組報告的機會。在具體實施上，除了《純粹與應用化學》的評審，兩個聯合會還要展開獨立的同行評議。

　　McKellar認為這些變化將會產生積極的影響。“兩個聯合會在合作修訂新規范的過程中建立了相當程度的互信。”他說。

　　但這些改變不足以讓Jarlskog等批評人士滿意。“我單純地認為這些新規則不會改變什么。”她說。