能源部橡樹嶺國(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內(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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