(相關(guān)資料圖)
9月27日，記者從中科院近代物理研究所了解到，由中國(guó)、美國(guó)、日本和匈牙利等國(guó)家的科學(xué)家合作開展了恒星中子源反應(yīng)13C(α,n)16O天體能區(qū)截面的直接測(cè)量工作，得到了該反應(yīng)目前最精確的反應(yīng)率數(shù)據(jù)。該研究澄清了此前國(guó)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)間數(shù)倍的分歧，對(duì)于理解宇宙超鐵元素的起源及豐度問(wèn)題具有重要意義，相關(guān)成果于2022年9月23日在《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表。
宇宙中比鐵更重的元素被稱為超鐵元素，其起源問(wèn)題是二十一世紀(jì)物理未解之謎。中子是將鐵元素變成超鐵元素的重要原料。星體內(nèi)部中子源反應(yīng)截面的大小決定了一個(gè)星體生產(chǎn)超鐵元素的能力。
1954年，國(guó)外學(xué)者從理論上提出了星體中子源反應(yīng)13C(α,n)16O。作為星體內(nèi)部的重要中子源，太陽(yáng)系內(nèi)約有一半超鐵元素所需的中子來(lái)自該反應(yīng)。然而，因該反應(yīng)在天體物理能區(qū)（0.15-0.54MeV）的截面極小，對(duì)該反應(yīng)截面的直接測(cè)量是核天體物理領(lǐng)域的一大難題，被列為該領(lǐng)域的重要研究目標(biāo)之一。
錦屏深地核天體物理實(shí)驗(yàn)（JUNA）研究團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)7年，研制了深地實(shí)驗(yàn)室中最高流強(qiáng)的α粒子加速器、高功率13C同位素厚靶及高靈敏度的中子探測(cè)器陣列。結(jié)合錦屏深地實(shí)驗(yàn)室優(yōu)良的低本底環(huán)境，團(tuán)隊(duì)在天體物理能區(qū)（0.24-0.59 MeV）內(nèi)精確測(cè)量了13C(α,n)16O反應(yīng)截面，并利用四川大學(xué)3MV串列加速器將測(cè)量能區(qū)擴(kuò)展至高能區(qū)（1.9 MeV），首次實(shí)現(xiàn)了13C(α,n)16O反應(yīng)截面從天體物理能區(qū)到高能區(qū)精確地自洽測(cè)量。
核天體物理學(xué)家、北京航空航天大學(xué)的Kajino（梶野敏貴）教授認(rèn)為：“該研究提供了目前13C(α,n)16O反應(yīng)截面最精確的數(shù)據(jù)，為發(fā)展i-過(guò)程和s-過(guò)程核合成的天體物理模型及構(gòu)建超鐵元素演化的新圖景提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”
標(biāo)簽： 恒星中子源反應(yīng)
