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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）

边疆考古重现古丝路上的交流传奇******

　　合浦望牛岭汉墓出土的部分珠饰 资料图片

　　近日，第四届中国边疆考古论坛在线上举行，考古学者围绕新疆、内蒙古、甘肃、西藏、四川，以及东北、华南地区的考古新发现作了四十多场精彩的报告。边疆地区因特殊的地理位置，与周边国家地区有着密切的互动，往往还是丝绸之路上的璀璨明珠，是西方文化传入中国的第一站。许多丝绸之路上东西方文化交流碰撞的故事，尘封千百年后，陆续在边疆考古中重见天日，过去的传奇得以揭开神秘面纱。

　　漂洋过海的玻璃珠

　　一颗颗色彩斑斓的珠子，可能只不过是墓主人生前手腕、颈间的点缀，而在考古学家眼中，它们并非只是精美的饰品，借助科技手段分析其成分、制作工艺、来源产地等，可以解读出复杂的贸易和技术传播故事。

　　位于广西合浦县城南部的望牛岭汉墓，就出土了总量超过4000件的各类珠饰品。它们由水晶、玛瑙、琥珀、玻璃材质制成，有的晶莹剔透如同露水一般纯净，也有的火红如珊瑚一般热烈，还有的是清爽的薄荷蓝色。以今日的审美看，它们也属实玲珑精致。中山大学社会学与人类学学院博士后张潇表示，这些珠子为典型的“舶来品”。望牛岭汉墓出土如此多的舶来珠饰，与其特殊的地理位置有关。合浦是两汉时合浦郡郡治所在，也是海上丝绸之路的始发港之一。《汉书·地理志》载，汉武帝时“有译长，属黄门，与应募者俱入海，市明珠、璧流璃、奇石异物，赍黄金杂缯而往”。汉代在宫廷官员的率领下，携带丝绸和黄金，从离南海最近的合浦等地乘船出发，前往南亚、东南亚各国进行贸易。有学者认为，“璧流璃”就是“琉璃”的别称，是古代对玻璃的称呼之一。这段史料说明，望牛岭汉墓出土的玻璃珠，可能正是如此漂洋过海“进口”来的。

　　合浦县附近的浦北县古时也属于合浦郡，县内的越州故城遗址出土了5000多颗玻璃珠。“经上海光机所检测，这些珠子是来源于南亚、东南亚地区的印度-太平洋贸易珠。”中山大学人类学与社会学学院副研究员韦伟燕介绍道。印度-太平洋贸易珠指采用拉制法制作的单彩玻璃珠，即把熔融的玻璃液用特别的工具拉成空心的细管，再将细管截成一粒粒小珠子，这类珠子广泛地生产和传播于印度洋和太平洋区域。越州故城遗址出土的大量玻璃珠进一步证明，在南朝时期，合浦仍是海上丝绸之路的重要节点之一。

　　透过一颗颗璀璨夺目的进口玻璃珠，我们仿佛可以窥见合浦“云帆高张，昼夜星驰”的繁荣景象，脑补出海上丝路始发港之一的千年传奇。

　　唐朝的基督教寺院

　　汉代张骞凿空西域后，沿着沟通中亚、西亚的陆地丝绸之路，随着大漠驼铃传入中国的，不仅仅是珠宝、玉石、香料等异域奇珍，还有包括景教在内的异域宗教文化。

　　唐朝时，景教（基督教聂斯托利派）沿着丝绸之路传入中国。盛唐对异域宗教采取海纳百川、兼容并包的态度，因此景教得以在都城长安等地传播。根据刻于唐德宗建中二年（公元781年）的《大秦景教流行中国碑》中记载，鼎盛时景教曾“法流十道，寺满百城”。

　　位于新疆维吾尔自治区昌吉州奇台县的唐朝墩古城遗址中，就揭露出一处始建于公元8世纪上半叶的唐代景教寺院遗址，可以作为这段历史的注释。寺院中出土了一件造型独特的釉陶器，表面是青蓝色的釉，上面还有蓝色的文字，“现在初步判断可能是叙利亚文，同时释读出‘我们’‘生命’‘神’等单词，它可能是当时进行某种特殊宗教活动所用的一种器具。”唐朝墩古城遗址考古发掘执行领队任冠介绍说。景教起源于今日叙利亚，因此使用叙利亚文，《大秦景教流行中国碑》也并存汉字与叙利亚文。

　　唐朝墩古城遗址位于天山东段博格达山与古尔班通古特沙漠之间东西交通要道上，也是丝绸之路一处咽喉重镇和交通枢纽。此次发掘的景教寺院遗址中有景教元素，也有汉文化元素，还有丝绸之路带来的多元文化因素。“寺院内出土了玛瑙、绿松石、玉石、琥珀等不同质地的珠饰，反映了丝绸之路上东西方不同文化的审美在景教寺院内的碰撞和交融。”任冠说。景教寺院遗址壁画中造型丰腴的带背光的圣像图，更是唐代人物形象丰腴的绘画风格与景教特色的结合。同时寺院中还出土了钧瓷的瓷片、绞胎瓷盘等。绞胎工艺是唐代陶瓷的新工艺。西方的珠饰、中原的瓷器同时出现在景教寺院中，也是东西方文化交融的印证。

　　口含金币的埋葬习俗

　　丝绸之路上，有一群高鼻深目，牵着骆驼贩运丝绸、珠宝、牲畜的人，他们就是以善于经商而著名的粟特人。粟特人的故乡在中亚两河流域，以撒马尔罕（在今乌兹别克斯坦境内）为中心。粟特人不仅是促进丝绸之路商贸往来的使者，而且是东西方文化交流的使者。能歌善舞的他们也促进了极具异域风情的粟特音乐和舞蹈东传，为中原艺术加入“胡风”元素。

　　在内蒙古呼和浩特沙梁子古城的殉马墓中，发现了一枚含在墓主人嘴右侧的金币。中山大学社会学与人类学学院副教授刘扬介绍金币的发掘过程说：“我们把（墓主人的）头抱起来的时候，掉下去了一小块泥，刚好露出了一点金光，当时还以为是墓主人的一个金牙，后来才发现是一个金币。”这枚金币图案为一面部清秀、无胡须的戴宝冠王者，只见他身穿铠甲，右手持枪从左肩斜出，左手则持盾挡于身侧。金币上有两个穿孔，说明金币应为墓主人生前的挂饰。金币为单面模压，极薄，应是东罗马帝国查士丁一世金币的仿制品。

　　刘扬介绍，这是中国发现的口含金币的第6个案例，之前还在新疆吐鲁番阿斯塔纳墓发现4例，在宁夏固原唐史道德墓发现1例，这5例均可能与粟特人有关，因此内蒙古呼和浩特发现的这一例也有可能是受到粟特人习俗的影响。呼和浩特位于古代草原丝绸之路上，因此很有可能有粟特人在此活动。北京大学考古文博学院教授齐东方认为，中国北部存在着一条从河西经包头、呼和浩特、大同、通过河北北部进入内蒙古赤峰，到达辽宁朝阳的东西交通路线，是历史上中国北部通往西方的国际线路。而北方草原丝绸之路的兴盛，自然会使善于经商的粟特人进入今辽宁、内蒙古一带。

　　不过目前考古学家依据葬式判断，沙梁子古城发现的殉马墓最有可能是唐代突厥墓葬。那么究竟这一墓葬是受到粟特人习俗影响的突厥墓，还是有可能成为国内首例发现的粟特人墓，尚有待进一步考证研究。

　　从南疆海上丝绸之路的始发港口，到西域陆地丝绸之路的景教寺院，再到塞北草原丝路上的殉马墓，均可见到东西方文化的交流碰撞。考古证实边疆地区自古以来就在“一带一路”发展进程中扮演着重要角色。千年来，大漠驼铃声声，海港云帆高张，繁荣畅达的丝路上，中外交流的传奇故事接连上演；如今，新时代“一带一路”上，更多文明互鉴、民心相通的故事也正在发生。

　　（本报记者 李韵 王笑妃）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）