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丈量电荷交流反应截面探究超新星迸发之谜

放大字体  缩小字体 2020-03-25 10:51:11  阅读:8840 作者:责任编辑。王凤仪0768

一些大质量恒星演化到最后阶段时,会经过超新星迸发的办法完毕自己的生命。超新星迸发是国际中最高能,一起也是最为奥妙的天体活

一些大质量恒星演化到最后阶段时,会经过超新星迸发的办法完毕自己的生命。超新星迸发是国际中最高能,一起也是最为奥妙的天体活动之一。超新星迸发过程中开释的很多能量,足以点亮整个星系。

超新星迸发的研讨一向吸引着大批科学家们的爱好。在曩昔的几十年中,科学家们企图了解这样的天体活动,尽管现在取得了必定发展,但仍有很多未解之谜等待着科学家们去答复。

超新星迸发所构成的蟹状星云

核算机模仿是科学家们了解超新星迸发内涵机制的重要东西,然后协助人们揭开它奥妙的面纱。在对超新星迸发的模仿过程中,电子抓获速率是其间一个很重要的物理输入量。

以往的研讨标明,在中子数约等于50邻近,存在着这样一批丰中子核素:它们对超新星迸发过程中的电子抓获速率起着至关重要的效果,然后也决议着电子的数量和超新星迸发过程中恒星内部的物质组成成分。此外,原子核的壳层模型结构显现,在该丰中子核区邻近,“泡利不相容原理”扮演着重要的人物。

这是由于,原子核经过捕获电子发作跃迁时,其间的中子现已占有了发作跃迁所即将抵达的能态,受“泡利不相容原理”效应的约束,这样的跃姑息无法发作。

但是,科学家们在试验室中却无法直接丈量丰中子核素的电子抓获速率。这是由于,丰中子核素的电子抓获反响是吸能反响。在自然环境下,这样的反响底子无法发作。

那么科学家们怎样才能丈量电子抓获速率,然后协助咱们了解超新星迸发的奥妙呢?

电荷交流反响,为直接丈量丰中子核素的电子抓获速率供给了或许。科学家们发现,在电荷交流反响中,它们的反响截面正比于原子核的跃迁强度,而这些跃迁强度又是正比于电子抓获速率。因而,经过丈量电荷交流反响的反响截面,就可以直接提取电子抓获速率。

在最近一项发表于Physical Review C的研讨中,来自中国科学院近代物理研讨所、美国密歇根州立大学等研讨机构的科学家们,就运用这样的办法,在对不知道国际的探寻之路上又前进了一步。

科学家们运用(t,3He+γ)电荷交流反响,研讨了上述丰中子核素邻近的原子核之一——93Nb的电子抓获速率。这项试验在美国密歇根州立大学的超导回旋加速器国家试验室展开。研讨团队运用高精度磁谱仪S800和大型伽马射线勘探器GRETINA进行丈量作业。

试验勘探设备:大型伽马勘探器阵列GRETINA

试验勘探设备:高精度磁谱仪S800

研讨成果显现,在核算电子抓获速率时,此前被研讨者所广泛运用的由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”。因而该公式并不能很好地重现研讨团队的丈量成果。这说明,该公式并不适用于核算该丰中子核区的电子抓获速率,特别是在温度和密度较低的星体环境中更是如此。

来历:中国科学院近代物理研讨所