中國科學家將利用重離子加速器解密宇宙

蘭州重離子加速器
中科院近代物理研究所、中國原子能科學研究院、北京航空航天大學、中國科學院應用物理研究所、上海交通大學等單位,共同申請的天體環境中關鍵核反應過程研究項目,利用蘭州重離子加速器研究裝置,研究X射線暴、中子星表面的爆發性事件等奇妙的現象,從而尋求宇宙中元素起源等問題的答案。

中科院近代物理研究所唐曉東研究員介紹,大爆炸發生後的三十分鐘,宇宙中的元素僅有氫、氦和極微量的鋰。然而,一百三十八億年後的今天,我們太陽系卻擁有碳、氮、氧、矽、鐵、金、直至釷和鈾等近九十多種元素。這些元素是怎麼產生的?自二十世紀七十年代開始,基於衛星的X射線望遠鏡發現大量X射線暴天體。這些天體在很短的時間內(十至一百秒內)釋放了相當於太陽一周內釋放的總能量(1,032焦耳能量),而後又恢復到爆發前的狀態。這些天體為什麼會發生X射線暴?這種劇烈的X射線暴的能量又從何而來?要回答以上問題,就必須研究這些天體中的核過程。

該項目基於蘭州重離子加速器研究裝置,針對元素起源和X 射線暴等爆發性事件中的關鍵核反應過程,通過精確測量關鍵核素的質量、衰變壽命和反應率,研究X射線暴過程中的突破熱碳氮氧循環的關鍵反應,確定快質子俘獲過程的核反應路徑,研究在重元素起源中起至關重要作用的中微子-質子過程和中子俘獲過程中的核反應,從而更新核天體物理研究中所需的原子質量和核反應率數據庫,並結合天文觀測,檢驗星體模型,理解發生在中子星表面的爆發性事件和宇宙中的元素起源。

【圖、文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

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