钬

米拉Senthilingam

本周，神秘的单极子将带领我们进入另一个维度。

海莉桦木

1949年，米尔顿·史密斯出版了一本短篇小说117号元素的奥秘．真正的117号元素还没有被发现——它是元素周期表中在卤素下面的一块空白。然而，史密斯的117是一种奇怪的材料，可以用来打开一扇通往另一个维度的窗户。他称其为磁单极物质，这种物质不像普通磁铁那样有两极，而是有一个极点。单数。

现在，虽然没有一个有声誉的科学家会认为磁单极子可以打开一个跨维度的门户，但它的存在并不是不可能的，如果最近的报道是可以接受的，它可能取决于一种普通的金属元素，你可以在周期表的底部附近找到它钬．

除了银色的光泽和控制核反应的作用之外，钬没什么可炫耀的，但它有一些相当迷人的磁性能。事实上，它是所有元素中磁力最强的，尽管它是顺磁体，这意味着它只有在外部施加磁场时才具有磁性。

也许最有趣的是最近的实验，其中涉及使用钬试图找到神话般的磁单极子。首先，让我们创建一些上下文。正如我们所知，磁单极子已经获得了一种边缘科学地位，使得它在科幻小说圈中值得一提——除了它出现在117号元素中拉里·尼文在他1973年的小说《保护者》中提到了单极子，他想象他的一个角色从土星环中挖出了大量的北极。

但单极子也一直是许多真正科学辩论的主题。它们存在的基础是诺贝尔奖得主物理学家保罗·狄拉克的研究。根据理论，奇异磁荷——单极子——必须存在，以坚持物理学的大统一理论;反映基本粒子的奇异电荷。

1982年，斯坦福大学物理学家布拉斯·卡布雷拉(Blas Cabrera)认为他发现了一个磁单极子，在情人节之夜，他的“超导量子干涉探测器”记录下了它被设计用来监测的电流波动的巨大跳跃，这表明他所谓的磁单极子的存在。卡布雷拉和他的单极子猎人团队得到了额外的资金来建造一个更大更好的探测器，但最终放弃了他们的探索，转而寻找同样神秘和难以捉摸的东西:暗物质。

单极子甚至和一直难以捉摸的希格玻色子相提并论，据说欧洲核子研究中心的科学家可以在大型强子对撞机(LHC)的实验中创造出单极子和黑洞。因此，去年，当法国科学家声称在钛酸钬晶体中发现磁性成分，无论从哪方面看都像单极子一样时，他们引发了一场小规模的媒体风暴。这些晶体包含微小的北极和南极点，它们之间的距离不到一纳米。

然而，可以理解的是，在这种情况下，一些科学家对“单极子”一词的使用提出了异议，他们认为，因为没有相应的南点，这些北点中的一个就无法产生，所以研究小组还没有发现真正的单极子。

所以，这就像钬在科幻小说中扮演了一个次要角色一样迷人和有趣，而且据我们所知，这一探索可能只会以失望告终。作为第56位最丰富的元素，它的含量是20倍银几乎配不上“稀土金属”的标签。事实上，以氧化物的形式，它被用来给立方氧化锆着色，这种合成材料被作为真正宝石的廉价替代品出售。它在人体内的含量也非常非常少，会影响某些细菌的新陈代谢，但它似乎不是必需的，也没有人真正知道它到底是什么。

但也许我对可怜的钬有点苛刻了，公平地说，它并没有得到很多媒体的关注。因为它确实执行了另一项值得一提的有用任务。用于治疗某些癌症的一些最先进的激光器是固态激光器，这种激光器需要钬来掺杂钇铝晶体。激光可以用来蒸发肿瘤，只造成轻微的组织损伤;早期膀胱癌患者不需要全身麻醉就可以在一个下午进出医院。

所以你知道了:神秘的单极子和蒸发激光。对于一种你几乎不知道存在的元素来说，这已经很不错了。

米拉Senthilingam

因此，对单极子的研究仍在继续，但以最小的组织损伤蒸发肿瘤绝对是钬的一个值得注意的应用。这是科学作家海莉·伯奇讲述的神秘的钬化学。现在，继续治疗癌症下周的元素也有一个辐射的方式杀死癌细胞。

理查德Corfield

225Ac可以用作靶向α疗法(Targeted Alpha Therapy)的活性剂，也称为TAT，这是一种通过核材料直接照射抑制继发性癌症生长的技术。因此，在同一种矿物中发现的元素——沥青铀矿——开启了整个核化学科学，今天站在所有医学学科中最具挑战性的一个十字路口——寻找癌症的治疗方法。

米拉Senthilingam

牛津大学的理查德·科菲尔德将在下周的《元素化学》中揭示锕元素的更多用途以及锕系元素的起源。在那之前，我是Meera Senthilingam，感谢大家的收听。