科學家對恆星形成元素的緩慢中子俘獲過程展開了深入研究
緩慢的中子俘獲(s 過程),是發生在恆星中的核合成過程之一。 在其作用下,宇宙中大約一半的元素,都比鐵(Fe)要重。 科學家們指出,s 過程中設計的兩個重要反應,就是氖-22(α,γ)和氖-22(α,中子)。 期間富含中子的氖-22 會捕獲 α 例子,從而產生處於激發態的鎂-26,這意味著它獲得了額外的能量。
接著若通過發射 γ 射線來釋放能量,此時的產物是正常狀態的鎂-26 。 若發射一個中子,則產出鎂-25 。
SCI Tech Daily指出:氖-22(α,γ)和氖-22(α,中子)反應的速率,對 s 過程有著顯著影響,進而影響硒、氪、銨、鍶、鋯等元素的豐度。
為了進一步回答這個問題,科學家們還試圖找到宇宙中的元素起源,結果發現答案極其複雜,因而需要結合多領域研究人員的共同努力、以及大量的實驗數據。
研究深入的部分話題,就是了解產生比鐵還重的元素的具體過程。 其中一些元素是通過恆星內部涉及中子俘獲(s 過程)的特定核反應而形成的。
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然而中子本身是不穩定的,它需要不斷地產生,才能為這一過程提供”助燃”。 此時確定中子源反應的強度,就對理解該場景下的核合成過程顯得至關重要了。
氖-22(α,γ)鎂-26、與氖-22(α,中子)鎂-25 這兩個反應,對 s 過程中的中子通量和很大影響。
此類反應發生的概率,也是很難直接測得的,因為反應截面在與恆星核合成相關的能量下非常低。
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好消息是,在德克薩斯農工大學迴旋加速器產生的氖-22 光束的説明下,一支核物理學家團隊想到了利用兩套間接的方案來展開測量。
其一是測量鎂-26 最相關激發態發生 α 粒子衰變的可能性,另一項實驗則涉及對相同激發態的中子 / γ 分支比例的直接測量。
最後,結合上述研究,科學家們得出了一致的結論 —— 氖-22(α,中子)鎂-25 反應發生的實際概率,只有業界普遍認為的 1/3 左右,這一發現顯著改變了某些元素的 s 過程豐度。