发现新元素，只能靠大力出奇迹（对撞机）了吗？
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这种人工造出来的新元素，对人类的意义除了元素周期表上多了一个符号外，还有什么呢？
很多人以为，元素周期表尾部的人造元素，都是用对撞机「大力出奇迹」来的，事实并非如此。
人造元素主要经历了以下几个里程碑：
1，劳伦斯发明回旋加速器，人工改变原子核变成可能。
鲁超：【元素家族-连载237】点石成金终于实现了?zhuanlan.zhihu.com
但当时，劳伦斯没有将这一神器用于制造新元素，而是对制造已知元素的同位素更感兴趣。1937年，义大利科学家塞格雷来到美国，拜访了劳伦斯的加速器，看到加速器里有用到钼。他回国以后，猛然一想，说不定这些钼会和其他元素做加法，生成未知的43号元素呢？他没有将自己的大胆想法告诉劳伦斯，只是请求劳伦斯邮寄一些加速器的废料，劳伦斯想都没想就将一些用过的废弃钼条邮寄到了义大利。
塞格雷的直觉非常正确，他和另一个义大利科学家佩里尔一起仔细分析了这些钼条，长久以来未被找到的43号元素终于被发现了！这是第一个人工制造的新元素！
【官方承认的43号元素发现者：塞格雷。】
然后，类似的方法发现了如下元素：
铀238+中子→铀239→镎239+电子+中微子。
铋209+α→砹211+2中子
铀+氘→钚
钕或镨+中子→钷
参考资料如下：
鲁超：【元素家族-连载238】做加减法发现的新元素?zhuanlan.zhihu.com
鲁超：【元素家族-连载239】海王星元素、冥王星元素?zhuanlan.zhihu.com
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2，曼哈顿计划和西博格团队
曼哈顿计划不仅造出了核武器，更是众多科学人才齐聚美国的集中体现，接下来一些大型科学项目在美国开展成为可能，伯克利的西博格团队发现新元素、西博格成为人造元素之王，只是其中之一。
他们发现了这几种元素，简直让人造元素成为一项产业：
中子+钚240→钚241→镅240+电子+中微子（β衰变）
氦4+钚239→锔242+中子
镅241+氦4→锫243+2中子
锔242+氦4→锎244+2中子
需要指出的是，99号元素锿和100号元素镄最早是在氢弹爆炸的产物中发现的，但后来西博格团队发现也可以人工制造出这两种元素，反应式如下：
铀238+氮14→锿246+6中子
铀238+15中子→镄253（经过7次β衰变）
西博格团队最最让人印象深刻的发现在于101号元素钔的发现，以下是他们的故事：
西博格团队不会停止脚步，他们还将继续前行，向超越100号的元素进发。然而他们掐指一算，又遇到了老问题，既然要合成101号元素，就需要有足够的锿或镄，可是，就算用中子对著钚照射一年，也只能得到10亿个锿253原子核，跟阿伏伽德罗常数相比，实在太少了。
仔细计划一番之后，西博格开始给团队成员分配任务：
老大西博格负责拉赞助找资金，升级劳伦斯的加速器，是啊，从1930年到现在，「原子大炮」已经老了。
哈维研究锿元素各方面的性质。
汤普森和肖邦去研究如何将各种化学元素分离出来，肖邦发明了一种用α羟基异丁酸来快速分离锕系元素的方法，在后面我们能看到这种技术多么重要。
吉奥索则负责合成新元素的核心工艺，他发明了一种反冲技术，他将仅有的10亿个锿253原子涂敷在一张极薄的金箔上，然后用高能α粒子从背面撞击金箔，发生核反应的原子收到冲击就会离开金箔，再用一层金箔阻挡，最终得到核反应产物。只要再用化学方法处理最后一张金箔，就可以分析出有没有得到101号元素了。
【吉奥索发明的反冲技术，α射线从背面轰击镀在金箔1上的锿253，核反应产物受到冲击，「反冲」并沉积到金箔2上。】
【西博格团队发现钔元素时的实验记录本。】
一切准备就绪，1955年2月19日，α粒子加速，撞击，得到沾上了放射性物质的金箔。吉奥索立马将金箔交给哈维，哈维马上用王水溶解金箔，用离子交换树脂柱分离出超铀元素、金和其他物质。当时，回旋加速器在伯克利，而辐射实验室在另一座山上，放射性元素的半衰期可等不了你的拖延症。当然他们早有准备，吉奥索和肖邦一拿到试管就立马「极品飞车」前往辐射实验室，超速违章都被他们忘记到九霄云外了，因为他们是在跟宇宙终极规律赛跑啊！
在那里他们最终得到了17个新元素原子，没错，只有17个。根本看不见，也无法称量，但西博格他们还是想办法确定了新元素的原子序数、原子量、半衰期等等。
西博格建议用门捷列夫（Mendeleev）给101号元素命名Mendelevium，译为中文是钔。是啊，元素周期表上怎能没有发明者的名字？
【元素周期表的发明者终于登上了元素周期表。】
参考资料：
鲁超：【元素家族-连载240】什么学校如此牛逼？留名元素周期表！?zhuanlan.zhihu.com
鲁超：【元素家族-连载241】人造元素之王?zhuanlan.zhihu.com
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3，
总结前两个阶段：
第一阶段，人类刚刚开始利用「原子大炮」神器，手到擒来，填补完元素周期表的空格并发现了93、94号元素，证明了元素周期表并没有结束。
第二阶段，延续第一阶段的方向，并开始钻研技术手段（吉奥索的「反冲技术」），解决难题（合成更高的元素，需要更多的前序元素）。
但到了101号元素之后，遇到了问题：当科学家追求更高能量的时候，回旋加速器遇到瓶颈了！
在加速器里，粒子速度越来越快，到了光速的5%以上，就会明显的出现相对论效应，粒子质量变大，绕行周期变长。如果不校正时间，粒子和振荡电场就会失去相位，无法继续加速。所以1945年又调整设计出了「同步回旋加速器」，可以让氘原子核加速到195兆电子伏，让α粒子加速到390兆电子伏。
后来又有了「等时性回旋加速器」，它保持恒定的电场振动频率，通过增加磁场的半径来补偿相对论效应，可以得到更高能量的粒子。
【杜布纳的「同步回旋加速器」。】
然而，回旋加速器毕竟要「回旋」，圆周运动是一种加速运动，粒子在「回旋」的时候，将不可避免的发出电磁辐射。一方面要扩大磁场半径以得到更高能量的粒子，另一方面能量又在不断损耗，能量越高损耗越快。回旋加速器越建越大的同时，也像一个能量无底洞，所以费米曾经开玩笑：干脆把回旋加速器建到赤道上算了。
为了回避回旋加速器的缺点，一方面，不再使用α粒子这种低质量带电粒子，而是使用更重元素的离子，在同样速度下，它们将携带更多动能。
第二，不再用中子或α粒子误打误撞，科学家们开始挖掘原子核更深处的秘密，看看一些较轻的元素是否和重元素在低能下具有「粘合力」。虽然这种方法需要碰运气，能量大了可能会把原子核撞碎，能量小了又无法克服库仑力接近靶原子核。但金钱和精力有时候就是矛盾的，科学家们觉得值得试试运气。
最后，科学家们又回到了劳伦斯之前的选择，既然不需要那么高的能量，线性加速器还是可以考虑的。虽然直线加速运动也有电磁辐射，但相比于回旋加速器，它避免了圆周运动中的电磁辐射。
总之，重元素离子+线性减速器或同步、等时回旋加速器+碰运气，嗯，完美！
【欧洲的大型强子对撞机（LHC），结合了回旋加速器和线性加速器。】
在这之后，美国的伯克利和苏联的杜布纳在元素周期表上「美苏争霸」，他们相互竞争，又发现了这些元素：
锎252+硼11→铹263→铹258+5中子
钚242+氖22→钅卢264
铀238+氖22→锘260→锘254+6中子
镅243+氖22→钅杜265-x +x中子
锎249+氧18→钅喜263+4中子
参考资料：
鲁超：【元素家族-连载242】元素周期表上的美苏争霸?zhuanlan.zhihu.com
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4，从「热熔合」到「冷熔合」
回顾第3阶段，人类用更重的原子核炮弹去拷问重原子核，开始探索原子核内部的奥秘。最终，元素周期表上最后一位大师奥格斯涅扬修成正果，在他的带领下，苏联人使用铬离子照射铅，也得到了106号元素。
铅207+铬54→钅喜259+2中子
【牵头发现元素周期表上最后几枚元素的俄国人奥格涅斯扬。】
有没有看出什么门道？
在这之前，科学家们一直用较轻的离子——从氘核、α粒子到碳、氧、氖等元素的离子——撞击超重的放射性元素，如钚、锔、锿、锎，得到一个具有很高激发能的复合核，再通过释放几个中子带走激发能，这个过程产生的热量较大，因此称为「热熔合」过程。
而奥格涅斯扬发明的方法第一次将「靶子」改成铅这种非放射性元素，而「炮弹」则是质量很大的铬，在之前是不可想像的。「炮弹」和「靶子」发生「熔合」，得到一个激发能较低的原子核，只释放1-2个中子，这被称为「冷熔合」过程。
毫无疑问，「冷熔合」过程的效率更高，「炮弹」和「靶子」便宜易得，因此106号元素以后的元素大都来自「冷熔合」过程。伯克利的美国人在这方面后知后觉了一点，因此慢慢的被苏联人拉开，再无建树。
【不断制造新的人造元素，也是对原子核的认识不断深入的过程。】
接下来，苏联人和德国人使用「冷熔合」发现了如下元素：
铋209+铬54→钅波261+2中子
铋209+铁58→钅麦266+中子
铅208+铁58→钅黑265+中子
在1994-1996三年间，德国人又以惊人的效率用「冷熔合」方法得到了110、111和112号元素，分别被命名为：
110号元素：darmstadium（钅达），纪念新元素发现地达姆斯塔特。
111号元素：roentgenium（钅仑），纪念德国物理学家伦琴。
112号元素：copernicium（钅哥），纪念波兰天文学家哥白尼。
【111号元素用伦琴来命名。】
【112号元素用哥白尼来命名。】
从1999年开始，奥格涅斯扬再度出山，他带领团队找到了一种非常好的「炮弹」：钙48，一克价值20万美元。有了这种超级「炮弹」，奥格涅斯扬又回到了「热熔合」的道路上：用钙48轰击超铀元素。
当年，他用这种「炮弹」去照射钚，得到了114号元素。他用杜布纳研究所首位领导人费廖洛夫（Flerov）来命名新元素Flerovium（钅夫），得到了美国人和IUPAC的同意。
【杜布纳的创始人：费廖罗夫】
半年后，他的团队再次用钙48照射锔，得到了116号元素。由于这次实验得到了位于美国加州的劳伦斯-利弗莫尔实验室的帮助，因此用投资人大农场主利弗莫尔（Livermore）的名字来命名它livermorium，中文是钅立。
【大农场主利弗莫尔。】
两年后，奥格涅斯扬团队用钙48照射锎249，得到了118号元素。这种新元素用奥格涅斯扬（Oganessian）本人的名字来命名——Oganesson，后缀-on表明它是一种非金属元素，中文译成奥气（奥加一个气字头）。在元素周期表上，它位于氡的下面，理论上应该是最重的惰性气体。但这已经不重要了，这种放射性元素的半衰期只有1毫秒左右。
【奥格涅斯扬让自己的名字也留在元素周期表上。】
2003年，奥格涅斯扬团队用钙48照射镅，得到了115号元素，用杜布纳研究所所在地莫斯科（Moscow）来命名——moscovium，中文是钅莫。
2004年，奥格涅斯扬团队和日本理化研究所几乎同时得到了113号元素，最终该元素被命名为Nihonium，来自日本的古称：nihon，中文译为鉨。还记得1908年小川差点发现了铼元素，还准备将其命名为日本元素吗？100年之后，日本人终于在元素周期表上刻上了自己的国名，这是亚洲的唯一一个。
【113号元素被命名为「日本元素」。】
2009年，奥格涅斯扬联合了好几方的力量，包括：杜布纳联合核研究所，美国橡树岭国家实验室，劳伦斯-利弗莫尔国家实验室，义大利原子反应堆，范德比尔特大学，田纳西大学，内华达大学，用钙48照射锫249，得到了117号元素。
由于提供这次实验最关键原料锫的汉密尔顿先生来自田纳西州的范德比尔特大学，因此用田纳西（Tennessee）来命名新元素Tennessine。它的后缀-ine表明它是一种卤素，因此译为中文是「石田」，也有把译成「钅田」，这都不重要了。
【田纳西州，范德比尔特大学一景。】
至此，元素周期表上第七周期已被填满，总共118枚元素在列。人类对化学元素的认知达到了一个新的高峰，问题是，还会有第八周期的新元素吗？
参考资料：
鲁超：【元素家族-连载243】填补完元素周期表?zhuanlan.zhihu.com
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总之，随著元素周期表第七周期的完成，人工合成元素，已经脱离了一开始靠大力出奇迹的阶段，而是早已进入了对原子核内部认知的阶段。因此，针对题主说的「这种人工造出来的新元素，对人类的意义除了元素周期表上多了一个符号外，还有什么呢？」意义就在于，人类对原子核内部的认知上升了一个新台阶！
参考资料：
鲁超：【元素家族-连载244】还会有新元素吗？?zhuanlan.zhihu.com
万一就有什么不得了的用途了对吧……
如果是指核素的话，发现手段还有核反应堆、地下核爆、宇宙高能粒子观察等手段……
如果是指元素的话，由于超重元素的极低丰度、极短的寿命和苛刻的生成条件，目前主要还是只能靠大型强子对撞机……
当然也有例外，就是反其道而行之，放弃超重元素，转而去寻找「元素周期表的另一半」。
一个是「零号元素」，即仅由多个中子构成的「原子」，也有人试图在宇宙环境找到这种物质……当然，这玩意更多的是存在在科幻作品里……
一个是「反元素」，反元素有三种可行的发现方式：
第一种还是拿强子对撞机去怼，目前怼出来过反氢1和反氦4；
第二种，是分别「生产」出正电子和反原子核，在低能环境下通过电磁力结合为反元素。正电子可以靠 、
等正电子衰变产生，也可以靠电子对效应产生（理论上核聚变也可以）；反原子核目前好像还是强子对撞机撞出来的……
事实上，反氢1核素的合成方式之一，就是用离子阱捕获反质子再加以正电子……
目前还发现过反氘核（一个反质子，一个反中子）和反超氚核（一个反质子，一个反中子，一个反Λ子）。理论上可以如法炮制，在低能环境下合成反氘。（反超氚半衰期太短）
第三种，还是求助于万能的宇宙……寄希望于某些宇宙极端环境可以生成反核素，甚至由反物质构成的天体……当然了，希望极其渺茫……
这就像超级电脑算好几亿位的π，数学家证明哥德巴赫猜想一样。
短期内完全没有可见的用途，长期有直接用途的概率也不大。
但是，问题是，在这个过程中，一来可以检验现有的仪器、技术水平，二来可以促进仪器、技术发展。
在研究遇阻后，让人开始注意原方法的局限性，试图研究新方法——就像题主会提问「发现新元素，只能靠大力出奇迹（对撞机）了吗？」，科学家也会想这个问题，这就是一种促进作用。
小质量元素早就存在，元素周期表前面的元素基本被填满。新元素只能是超大质量元素，一般是大天体内部以高温、高压生成。大力当然也能够出奇迹，但是以对撞机碰撞，一般是破裂。即使能够聚合，如果没有超高压环境，超大质量元素只能瞬间存在，没有现实意义。
超大质量的新元素当然很多，但是必须在恒星中心产生，压力超大才能保存。人造超高压环境很难实现，所以目前没有实用价值，只能为了是填补元素周期表的空白而已。
超低温能不能试试？
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