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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）

巨头遇挫 热潮退去 元宇宙发展何去何从******

　　2022年，是元宇宙在互联网语境里祛魅的一年，以Meta、微软为代表的头部公司在元宇宙发展方面纷纷陷入困境。站在科技时代的拐点处，元宇宙这场变革究竟能否成为下一代互联网和新一轮技术创新的聚变因子，是所有入局者一直在探索的问题。面临颇显尴尬的境地，元宇宙将何去何从，还有哪些技术需要突破、哪些设备体验亟待提高、哪些应用场景有待开拓？本期聚焦元宇宙。

　　发展受阻 元宇宙发展步入低潮

　　1992年，尼尔·斯蒂芬森所著的科幻小说《雪崩》中，第一次呈现了一个超现实主义的数字空间，这个概念被称为元宇宙。被地理空间所阻隔的人们能够通过各自的虚拟化身相互交往，让数字化成为自己生命的一部分。

　　近年来，苹果、Meta、微软、英伟达、百度、腾讯、网易等全球科技企业纷纷布局元宇宙。入局者认为，元宇宙是一场颠覆性的变革，一个可能成为下一代互联网、下一代移动互联网的聚变因子。而不少旁观者认为，这不过是一个转瞬即逝的新概念。

　　如今，元宇宙的发展陷入了泥潭，在2021年末Facebook更名为Meta后，扎克伯格曾多次表示该公司将“All in元宇宙”，但据公司发布的财报数据显示，该公司专注于包括虚拟现实、增强现实和社交平台三类元宇宙项目开发的Reality Labs部门，2022年前三季度的总运营亏损额达到了94亿美元，高于2021年的69亿美元。自2019年以来，该部门的总运营亏损已经超过300亿美元。

　　从国内来看，玩家也在纷纷撤退，字节关停元宇宙社交APP“派对岛”，腾讯数藏平台“幻核”被裁撤，TME数字藏品业务也被叫停。与之相关的虚拟人和数字人则更多地应用为营销手段，NFC数字藏品则在短暂火热了几个月后，因其在合规方面的不成熟而黯然失色。分析公司CCS Insight的数据显示，2022年全球VR头显和增强现实设备的出货量将同比下降12%以上，至960万部，预计2023年是增长缓慢的一年。究其原因，眩晕为其一，应用单一、刚需替代性弱的问题则更为突出。

　　XR是目前发展较快的方向。XR设备主要应用在游戏场景中，能够真正落地在硬件设备中，它既能够使用元宇宙的概念，也能够避免陷入尴尬境地，因而其也被视为“极有可能成为智能手机的接班人”。但XR也已暴露出问题。没有爆款应用，用户将其当作玩具“尝鲜”后就舍弃，也成为XR前进路上的“绊脚石”。显然，XR世界所缺乏的，是“杀手级”的应用。

　　在工业方面，工业元宇宙成为热词的同时，实质成果仍在探索中。目前国内多个地市推出工业元宇宙发展规划，加快打造工业数字孪生生态，培育一批元宇宙﹢工业互联网场景，有国内企业已经推进智能化软硬件产品在智慧矿山和智慧港口领域的落地。工业元宇宙的发展需要强大的算力、网络等基础技术作为底座，同时，芯片、传感器、光学镜头、VR/AR设备等硬件设备的支撑也至关重要。目前国内在工业元宇宙的数字基础设施建设方面仍处于摸索阶段。

　　从科技发展路径来看，元宇宙虽描绘了一种“可行的未来”，但距离《雪崩》《头号玩家》中的理想形态还极为遥远。长期研究此领域的专家马修·鲍尔表示，元宇宙的前提是互联互通，即在不同自治系统之间交换数据，这涉及数万亿美元的风险和数十亿美元的建设投资，很多人对互联互通持怀疑态度。因为这需要Meta、微软、苹果、谷歌等公司“不得不”选择自由交换数据和用户，并采用竞争对手的技术或系统，从目前来看，实现难度很大，这可能让元宇宙的发展陷入瓶颈。

　　在浙江大学国际联合商学院数字经济与金融创新研究中心联席主任、研究员盘和林看来，当前普及元宇宙的方向有三个，金融端以区块链技术为核心的数字资产产权化；工业端以数字孪生、MR为核心的精细化、高效化生产；消费端以VR为核心的游戏产业。同时，元宇宙医疗健康、文旅也是当前市场中已现雏形的热点。

　　Meta热潮退去，业界人士又将目光转向另一个巨头。据报道，苹果正在打造一款具有AR功能的头显，最快将于2023年发布。多位分析师和业界人士十分看好苹果此次推出的新产品，有分析师认为，凭借苹果强大的粉丝黏性，该款设备很可能一夜之间改变市场，从Meta手中接过接力棒，扛起VR市场的大旗。苹果会成为挽救元宇宙市场的关键所在吗？时间会给出答案。

　　运营商发力 元宇宙发展能否迎来转机？

　　福建移动在厦门集美区打造省内首个“5G﹢AR党史馆”，应用5G、VR/AR、人工智能等新一代信息技术，让党史学习教育更加生动鲜活。

　　随着全球科技企业纷纷布局元宇宙，我国各大运营商也勇立潮头，在科技前沿探寻着元宇宙的新风口。关于元宇宙应用的预测，入局者始终抱有乐观的态度。无论是在社会公共服务领域，还是商用化和变现能力，元宇宙都蕴藏着巨大的能量。而竞逐元宇宙的赛道，注定是一场持续性的“马拉松”。运营商又将如何依托自身的独特优势，在这场长跑中取得佳绩，是大家一直关注的焦点。

　　自2021年起，我国三大运营商就陆续入局元宇宙。2021年11月，中国电信5G创新应用合作论坛举办，论坛聚焦新国脉元宇宙战略布局，以元宇宙新型基础设施建设者为定位，立足创新应用成果，启动了2022年盘古计划。当月举办的中国移动全球合作伙伴大会上，中国移动咪咕公司分享了元宇宙的MIGU演进路线图，拟以算力网络为依托，以游戏、社交、虚拟偶像等为载体，迅速切入元宇宙赛道。2022年12月21日，在2022年中国联通合作伙伴大会数智生活论坛上，中国联通发布了元宇宙战略，成立了元宇宙创新产业联盟。

　　“元宇宙时代运营商战略能力地图核心是要为元宇宙构建超级局域云网服务。”北京邮电大学经管学院兼职教授葛颀认为，“电信运营商能够和G端政府、B端用户及C端消费者共同打造由数字化生活、数字化运营与数字化治理共同组成的数字化新时代，共同构建元宇宙的新主场。”

　　在具体实践中，运营商也凭借独特优势，在元宇宙领域加速战略布局，尽显各自本领。和力传播集团策划总监高承远表示，在元宇宙业务方面，三大运营商优势各不相同。电信最大的优势是宽带，移动最大的优势是用户，而联通最大的优势是融合业务和灵活性。

　　在近日举办的2022天翼数字科技生态大会上，中国电信国脉文化打造的首位虚拟数字主持人——霄逸精彩亮相大会并参与主持。作为中国电信旗下公司，国脉文化担负着中国电信元宇宙发展“主力军”的重任。在元宇宙浪潮之下，国脉文化充分发挥中国电信云网融合优势，打磨产品、拓展市场、发展用户并塑造价值。同时运用5G、人工智能、区块链、大数据等核心技术，构筑元宇宙基础设施，丰富应用矩阵，不断开拓渠道、平台、终端、内容、资本五大合作领域，共创元宇宙生态繁荣。

　　中国移动的元宇宙业务主要由旗下的咪咕公司运营。2021年9月7日，咪咕公司首次开始申请元宇宙数智潮人、元宇宙数字潮人、元宇宙数字艺人等商标。北京社科院研究员王鹏表示：“中国移动多年在移动社交、移动媒体、短视频领域有所耕耘，以咪咕为抓手，积累了大量的粉丝和优质内容。”当前，中国移动也正加速布局元宇宙核心领域和关键环节，卡位新的产业层级和关键枢纽。

　　中国联通依托算网构建网络、算力、AI、数据、数字身份、3D、XR七大引擎元宇宙底座，围绕元宇宙应用形态、通信元宇宙、数字文化元宇宙、互联网元宇宙、垂直行业元宇宙等推出一系列产品服务，并提供全行业全场景覆盖的标准化产品与制定化服务。《中国联通元宇宙科技创新及产业应用白皮书》中指出，运营商拥有连接、传输、算力、市场、生态等领先优势，将成为元宇宙探索的中坚力量。

　　在元宇宙的赛道上，算力正成为未来元宇宙之争的重要力量，“技术底座”也成为运营商关注的关键词。基于在信息通信领域的技术优势和资源布局，运营商在5G、大数据、算力网络、AI、云计算及边缘计算等方面的优势更为明显，在元宇宙基础设施建设领域拥有更多可持续拓展的空间。从长线来说，时间、资金、能力、实力、技术、人才等条件也是运营商所特有的要素，为其竞逐赛道注入了持续的动能。

　　运营商入局后，究竟能否为这场元宇宙“马拉松”带来新的机遇，还有待时间去验证。但运营商对于元宇宙的探索已逐渐深入社交、游戏、电影、音乐、虚拟人等多个领域。期待在不远的未来，我们能够看到更多超乎想象的元宇宙创新应用成果。

　　产业亟待突破元宇宙将去向何处？

　　与众多所谓的风口不同，元宇宙概念爆发至今，尽管吸引了各个领域的玩家接连入局，但实质成果却寥寥无几。这在很大程度上归因于元宇宙概念背后极大的不确定性，毕竟其仅仅是脱胎于科幻小说，凝结着大众想象的产物，同过去有实体支撑或立足于商业逻辑的风口完全不同。

　　Meta方面曾透露，预计Reality Labs 2023年的运营亏损同比大幅增长。元宇宙投资预计需要10年时间才能取得成果。电信业分析师付亮认为：“在移动互联网时代，Meta始终占据着主导地位，如果转换到元宇宙赛道后，没有形成足够大的用户规模作为支撑，在资本市场看来，这可能是一项负资产。”

　　“在考虑任何新技术的发展时，应分三步思考。第一步是新技术何时可用；第二步是使用该技术的一代人何时长大；第三步则是使用该技术的一代人何时成为企业家。”元宇宙领域专家马修·鲍尔表示，“乐观地看，元宇宙的爆发可能在未来3~4年内发生。因为伴随着iPad、Roblox等3D社交网络成长起来的一代人将开始创建伟大的新公司。而今时今日的元宇宙产品和平台还是由不属于元宇宙时代的人所创建的。”

　　中国或许会成为元宇宙发展的热土。马修·鲍尔认为，中国发展元宇宙的核心优势在于5G、AI、机器语言以及半导体、CPU、GPU制造专业知识和生产能力。更重要的是，中国在互联互通上有根本性优势。据《2022年全球元宇宙投融资报告》，2022年全球元宇宙产业共发生704笔融资，总金额达868.67亿元，其中元宇宙行业应用、底层技术和游戏占主要方面。中国（包括港澳台）完成融资125起，融资总额为127.82亿元，并且诞生了4只行业“独角兽”。

　　如今，我国不断为元宇宙发展提供支持，2022年政策端的引导和扶持给国内元宇宙发展注入了新动力。2022年11月，工信部等五部门印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022—2026年）》，该计划提出，到2026年，我国虚拟现实产业总体规模（含相关硬件、软件、应用等）超过3500亿元，虚拟现实终端销量超过2500万台，培育100家具有较强创新能力和行业影响力的骨干企业，打造10个具有区域影响力、引领虚拟现实生态发展的集聚区，建成10个产业公共服务平台。与此同时，上海、浙江、河南等诸多省市接连出台元宇宙产业发展规划，表示将在教育、医疗、文娱等多行业推出标杆产品，打造创新示范场景，建立元宇宙产业园等。

　　方正证券互联网传媒首席分析师杨晓峰表示，这体现了政策面对虚拟现实技术重要性的充分肯定，有利于行业明确发展目标和路径，行业有望在政策加持下迎来增长拐点。

　　华泰证券研报表示，早期的硬件设备受制于应用场景和内容单一化、用户对硬件设备的体验不完善等缺陷，初代VR/AR并未实现大规模增长。随着元宇宙应用场景的清晰化，未来VR/AR/脑机接口的发展方向逐渐明确，游戏、电商、协同办公、社交、健身、医疗、视频和模拟训练（教育）等元宇宙应用场景正逐渐清晰。

　　业内专家认为，B端市场可能是元宇宙硬件发展的下一突破口，近年来元宇宙中的数字孪生在工业、农业等基础建设和民生行业的应用加速落地，以低碳节能的手段实现效能提升。例如，部分农业企业通过传感器收集土壤、作物状况以及天气情况，进而以数字孪生技术为种植者提供数字分析和规划工具。

　　“随着现在很多企业积极地投身于元宇宙，元宇宙正在度过一个期望膨胀的顶峰阶段。现在有一些做元宇宙的企业已经开始裁员了，但是这并不影响元宇宙为我们带来的巨大的前景，这个‘智能时空’打通了物理世界、数字世界、人脑世界，让整个人类世界看到一个新的边界，这个边界就像我们现在理解的现实中的宇宙一样，没有边界。”中国信通院工业互联网与物联网研究所所长金键表示。

　　元宇宙的发展离不开应用场景，目前，游戏、社交和工业成为三大重点领域。金键认为，不同于游戏对虚拟体验的延续和社交方式的不断探索，工业场景对元宇宙的期待相对明确且固定，以解决问题为主要目标的元宇宙工业应用将最先产生实际价值。（刘彤刘亚廷 杨子怡）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）