能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的凱利·奇普斯領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們成功地復(fù)制了發(fā)生在中子星表面的核反應(yīng)。通過(guò)使用獨(dú)特的氣體噴射靶系統(tǒng)，他們?cè)鰪?qiáng)了對(duì)導(dǎo)致產(chǎn)生多種核同位素的核反應(yīng)的理解，從而改進(jìn)了用于預(yù)測(cè)元素形成的理論模型。
在能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的核天體物理學(xué)家凱利·奇普斯的帶領(lǐng)下，在實(shí)驗(yàn)室工作的科學(xué)家們產(chǎn)生了一種標(biāo)志性的核反應(yīng)，這種反應(yīng)發(fā)生在一顆中子星的表面，吞噬了一顆伴星的質(zhì)量。他們的成就提高了對(duì)產(chǎn)生不同核同位素的恒星過(guò)程的理解。
“從核物理學(xué)和天體物理學(xué)的角度來(lái)看，中子星真的很迷人，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的奇普斯說(shuō)，該研究發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。“對(duì)它們的動(dòng)力學(xué)有更深入的了解可能有助于揭示從人類(lèi)到行星的一切元素的宇宙配方。”
Chipps 領(lǐng)導(dǎo)著核結(jié)構(gòu)和天體物理學(xué)噴氣實(shí)驗(yàn)(JENSA)，它的合作者來(lái)自三個(gè)國(guó)家的九個(gè)機(jī)構(gòu)。該團(tuán)隊(duì)使用一種獨(dú)特的氣體射流靶系統(tǒng)，該系統(tǒng)可產(chǎn)生世界上密度最高的氦氣射流用于加速器實(shí)驗(yàn)，以了解在地球上以與在外太空中相同的物理學(xué)原理進(jìn)行的核反應(yīng)。
核合成過(guò)程產(chǎn)生新的原子核。當(dāng)質(zhì)子或中子被捕獲、交換或排出時(shí)，一種元素可以變成另一種元素。
中子星具有巨大的引力，可以從附近的恒星捕獲氫和氦。物質(zhì)聚集在中子星表面，直到它在反復(fù)爆炸中點(diǎn)燃，產(chǎn)生新的化學(xué)元素。
許多為爆炸提供動(dòng)力的核反應(yīng)仍未得到研究?，F(xiàn)在，JENSA 的合作者已經(jīng)在密歇根州立大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生了這些標(biāo)志性核反應(yīng)之一。它直接限制了通常用于預(yù)測(cè)元素形成的理論模型，并提高了對(duì)產(chǎn)生同位素的恒星動(dòng)力學(xué)的理解。
JENSA 系統(tǒng)建于 ORNL，現(xiàn)在位于密歇根州立大學(xué)運(yùn)營(yíng)的 DOE 科學(xué)辦公室用戶(hù)設(shè)施Rare Isotope Beams Facility中，它提供了一種輕質(zhì)氣體目標(biāo)，這種氣體密度高、純度高且定位在幾毫米以?xún)?nèi)。JENSA 還將為俘獲反應(yīng)分離器或 SECAR 提供主要目標(biāo)，SECAR 是 FRIB 的一個(gè)探測(cè)器系統(tǒng)，允許實(shí)驗(yàn)核天體物理學(xué)家直接測(cè)量為爆炸恒星提供動(dòng)力的反應(yīng)。ORNL 的合著者 Michael Smith 和 Chipps 是 SECAR 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的成員。
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