我们都知道现阶段化学元素表的后原素早已排到118号,那在118号原素后边是不是还存在其他原素呢?肯定是有的,依据基础理论,原素上限是137个。原素数量这类限定是由于宇宙里有一个最高速度。其实就是真空中光的速度极限。除此之外,只用玻尔的原子模型数据德布罗意的波粒子二元论就能证明这一点。
值得关注的是,物理学从不与经典物理发生争执。物理学研究的是比经典物理更为复杂状况,而这种现象在宏观层面通常没有形象对比。比如,依据经典基本定律,紧紧围绕原子核运动电子务必落在原子核上。即然原子存有,就得出了一个不正确的观点:原子的经典物理定律被违背了。但事实并非如此。古典风格法则是不容置疑的,电子不容易落在原子核上,由于电子并不是颗粒。也正是因为波粒二元论的出现,电子不会落在原子核上。假如电子是一个颗粒,换句话说,有一定半经的粒子,它将不可避免地落在原子核上。经典基本定律在原子中起到作用,但电子不会再是普通的经典粒子,所以它的个人行为是不一样的。这也是了解物理学和进一步详细介绍的一个非常重要的点。
因而,在我们考虑到玻尔的原子模型时,我们假设电子像粒子一样在紧紧围绕原子核的轨道中健身运动。充分考虑玻尔的互补原理,电子可以被视为一个粒子,在这样一个考虑中所得到的全部特点都是正确的(必须澄清一下这是一个基本上粒子)。可是,电子能够体现为波。只有把粒子描述和起伏叙述结合在一起,才可以获得有关这一现象的全方位信息内容。换句话说,有关电子紧紧围绕原子核运动。除此之外,我们再次留意到,从一些测算中获得的全部特点都是正确的,而且切合实际状况(速率、光波长等)。
因而,依据玻尔理论,电子围着原子核健身运动有一定的速率。从这里出发很更容易获得周期中化学分子总数限制:1S电子在原子核周边移动时速度不能高于真空中的光的速度。而严格地说,原子里的电子并没有路轨。由于一般情况下对速度经典了解并不适用于原子里的电子。可是,假如我们遵照互补原理,那样电子做为颗粒速度是合理的。因而,不管电子处于什么状态量子态,它有时候迫不得已体现为微粒子(因为存在粒子波二元论)。这就意味着这样一个“颗粒”速度务必低于光的速度。假如速度是真空中的光的速度高,那么这样的电子情况在正常情况下就不可能存在。这也是为什么用氢原子的玻尔模型,我们可以得到有关1S电子速度恰当结论。自然,假如真空中电子速度高过光的速度,那么根据界定,这类化学分子就不可能存在。
如果我们有一个带137正电荷的原子核(Z=137),那样第一个玻尔轨道上的1S电子速度将稍低于真空中的光的速度。原子核正电荷为138的化学分子早已不可能存在,由于1S电子速度早已超过真空中的光的速度。这不可能。因而,Z=137的化学分子是化学元素表理论极限值。它有时候被称作Feynmanium。
理查得·费曼觉得,原子序数超过Z=137时,中性化原子不可能存在,原因是相对论性狄拉克方程预测分析,这类原子里最里层电子的激发态动能将是一个虚数。根据这一论点论据,中性化原子不可能存在于非均衡以外,因而根据电子轨道化学元素表在这一点上便会奔溃。但是,这一论点论据假设原子核是斑点状的。一个精准的测算必须考虑到原子核的小又非零大小,他们被预测分析会将极限值进一步推倒Z≈173。
可是,从费米耶(Z=100)逐渐,电子在玻尔第一轨道上的速率逐渐贴近真空中的光的速度。这种元素药物半衰期(Z=100或以上)就会下降。除此之外,在Z=100时,原素药物半衰期的改变实际是任意。可是,当电子速度逐渐接近光速时,药物半衰期的降低就会变得自然了。换句话说,核正电荷越大,最长寿的放射性核素的药物半衰期越少。
非常明显,这是因为1S电子的相对论效应。假如你看洛伦兹因素与速度的依存关系图,这一点就比较清楚了。
从图中可以明显看出,从0.6℃到0.8℃速度逐渐,洛伦兹因素逐渐持续增长。除此之外,从0.8℃逐渐,洛伦兹因子提升变得越来越快速。从图中可以明显看出,原素药物半衰期的降低与1S电子量子论的提高相关。因而,原子核正电荷超过118元素的药物半衰期乃至较短,由于电子的相对论性将大大增加。这就意味着下一个新的元素合成无疑是极其困难的。因而,Feynmanium(Z=137)的确是周期中最后一个化学分子,洛伦兹因素与速度的依赖感清晰地确认了那一点。