图片由德州农工大学 Dustin Scriven 提供
科学
缓慢的中子俘获过程(s 过程)是发生在恒星中的核合成过程之一。它导致宇宙中大约一半的元素比铁重。中子俘获过程中涉及的两个重要反应是氖22(α，γ)和氖22(α，中子)。在这些反应中，富含中子的 Neon-22 会捕获 α 粒子。捕获产生处于激发态的镁 26，这意味着它获得了额外的能量。然后它通过发射伽马射线释放能量，导致处于正常状态的镁 26，或中子，导致镁 25。Neon-22(α，γ)和 Neon-22(α，中子)反应的速率对 s 过程有显着影响。这会影响硒、氪、铷、锶和锆等元素的丰度。
影响
科学家们试图回答这个问题，宇宙中元素的起源是什么? 答案极其复杂。它需要许多领域的研究人员的共同努力和大量的实验数据。回答这个问题的一部分是了解产生比铁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)的特定核反应形成的。中子是不稳定的，需要不断产生才能为这一过程提供燃料。确定中子源反应的强度对于理解这种核合成场景很重要。
概括
两个反应对 s 过程中的中子通量有很大影响，22Ne(α, γ)26Mg 和 22Ne(α, n)25Mg。这些反应发生的概率很难直接测量，因为这些概率(称为反应截面)在与恒星核合成相关的能量下非常低。一组核物理学家使用两种间接方法来确定这两种反应的概率。这两种方法都使用了德克萨斯农工大学回旋加速器研究所生产的 22 氖光束。在一项研究中，该团队测量了 26 镁中最相关的激发态被 α 粒子衰变的可能性。另一个实验涉及对相同激发态的中子/伽马分支比的直接测量。结合这些研究，研究人员得出了一致的结论：22Ne(α, n)25Mg 反应发生的实际概率比广泛接受的概率低三倍。这一发现显着改变了某些元素的最终 s 过程丰度，例如硒、氪、铷、锶和锆。
联系
Grigory Rogachev
德州农工大学
rogachev@tamu.edu
资金
这项研究得到了能源部 (DOE) 科学办公室、核物理办公室的支持;由国家核安全管理局通过核培训和大学研究卓越中心 (CENTAUR) 提供;和德克萨斯农工大学核解决方案研究所。其中两位作者也得到了韦尔奇基金会的支持。其中三位作者还得到了英国科学技术设施委员会的支持。
出版物
Jayatissa, H.,等。 使用亚库仑α转移反应约束22 Ne( α , γ ) 26 Mg 和22 Ne( α ,n) 25 Mg 反应速率。物理快报 B 802 , 135267 (2020) 。[DOI: 10.1016/j.physletb.2020.135267]
太田，S.等。 22 Ne + α共振的衰变特性及其对 s 过程核合成的影响。物理快报 B 802 , 135256 (2020) 。[DOI: 10.1016/j.physletb.2020.135256]
