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科学家们试图找到宇宙中的元素起源
时间:2021-08-09 10:34:26

缓慢的中子俘获(s 过程),是发生在恒星中的核合成过程之一。在其作用下,宇宙中大约一半的元素,都比铁(Fe)要重。 科学家们指出,s 过程中设计的两个重要反应,就是氖-22(α,γ)和氖-22(α,中子)。期间富含中子的氖-22 会捕获 α 例子,从而产生处于激发态的镁-26,这意味着它获得了额外的能量。

接着若通过发射 γ 射线来释放能量,此时的产物是正常状态的镁-26 。若发射一个中子,则产出镁-25 。

SCI Tech Daily 指出:氖-22(α,γ)和氖-22(α,中子)反应的速率,对 s 过程有着显着影响,进而影响硒、氪、铷、锶、锆等元素的丰度。

为了进一步回答这个问题,科学家们还试图找到宇宙中的元素起源,结果发现答案极其复杂,因而需要结合多领域研究人员的共同努力、以及大量的实验数据。

研究深入的部分话题,就是了解产生比铁还重的元素的具体过程。其中一些元素是通过恒星内部涉及中子俘获(s 过程)的特定核反应而形成的。

然而中子本身是不稳定的,它需要不断地产生,才能为这一过程提供“助燃”。此时确定中子源反应的强度,就对理解该场景下的核合成过程显得至关重要了。

氖-22(α,γ)镁-26、与氖-22(α,中子)镁-25 这两个反应,对 s 过程中的中子通量和很大影响。

此类反应发生的概率,也是很难直接测得的,因为反应截面在与恒星核合成相关的能量下非常低。

好消息是,在德克萨斯农工大学回旋加速器产生的氖-22 光束的帮助下,一支核物理学家团队想到了利用两套间接的方案来展开测量。

其一是测量镁-26 最相关激发态发生 α 粒子衰变的可能性,另一项实验则涉及对相同激发态的中子 / γ 分支比例的直接测量。

最后,结合上述研究,科学家们得出了一致的结论 —— 氖-22(α,中子)镁-25 反应发生的实际概率,只有业界普遍认为的 1/3 左右,这一发现显著改变了某些元素的 s 过程丰度。

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