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科研进展

星体环境下的电子俘获速率研究获进展

发表日期:2020-03-23来源:近代物理研究所放大 缩小

  近日,来自中国科学院近代物理研究所、美国密歇根州立大学等机构的科学家们利用电荷交换反应,研究了丰中子核素附近的原子核93Nb的电子俘获速率并取得进展。 

  一些大质量恒星演化到最后阶段时,会通过超新星爆发的方式结束自己的生命。超新星爆发是宇宙中最高能、最为神秘的天体活动之一。在对超新星爆发的模拟过程中,电子俘获速率是其中一个非常重要的物理输入量。 

  以往的研究表明,在中子数约等于50附近,存在着这样一批丰中子核素:它们对超新星爆发过程中的电子俘获速率起着至关重要的作用。在该丰中子核区附近,“泡利不相容原理”扮演着重要的角色。 

  因为在实验室中无法直接测量丰中子核素的电子俘获速率,科学家们通过测量电荷交换反应的反应截面,间接提取电子俘获速率。 

  该研究团队利用(t,3He+γ)电荷交换反应,研究了上述丰中子核素附近的原子核之一——93Nb的电子俘获速率。相关实验在美国密歇根州立大学的超导回旋加速器国家实验室开展。研究团队利用高精度磁谱仪S800和大型伽马射线探测器GRETINA进行测量工作。 

  研究结果显示,在计算电子俘获速率时,此前被研究者所广泛使用的由Langanke等人提出的近似公式,并没有很好地处理“泡利不相容原理”。因此该公式并不能很好地重现研究人员的测量结果。这说明,该公式并不适用于计算该丰中子核区的电子俘获速率,特别是在温度和密度较低的星体环境中更是如此。 

      相关研究成果发表在Physical Review C上。

  文章链接: 

                                  图1: 实验探测装置:大型伽马探测器阵列GRETINAJ.C.Zamora/图)  

                                     图2: 实验探测装置:高精度磁谱仪S800 S.Noji/图)

                                                                                                                                                                     (核天体物理室 供稿) 

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