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宇宙中稀有核合成的可能新過程
發(fā)布時(shí)間：2025-12-10 02:55:14 來源：骨軟筋酥網(wǎng) 作者：探索
這張照片顯示了一個(gè)超新星遺跡，被認(rèn)為創(chuàng)造了一顆磁星。中稀資料來源：uux.cn哈勃遺產(chǎn)團(tuán)隊(duì)（STScI AURA），合成朱（UIUC）等人，過程美國國家航空航天局
（神秘的宇宙有核地球uux.cn）據(jù)德國亥姆霍茲研究中心協(xié)會(huì)（Ingo Peter）：GSI亥姆霍茲中心für Schwerionenforschung、達(dá)姆施塔特理工大學(xué)和馬克斯·普朗克天體物理研究所的中稀科學(xué)家提出了一種新的核合成過程，稱為Γr過程。合成當(dāng)富含中子的過程物質(zhì)暴露在高通量的中微子中時(shí)，它就會(huì)工作。宇宙有核
最近發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的中稀這一理論建議，可能是合成解決一個(gè)長期存在的問題的解決方案，該問題與太陽系中存在的過程一組稀有同位素的產(chǎn)生有關(guān)，但其起源仍鮮為人知，宇宙有核即所謂的中稀p核。
大質(zhì)量恒星中的合成聚變過程產(chǎn)生高達(dá)鐵和鎳的原子核。除此之外，大多數(shù)穩(wěn)定的重核，如鉛和金，都是通過緩慢或快速的中子捕獲過程產(chǎn)生的。
對(duì)于其余缺乏中子的核武器的生產(chǎn)，已經(jīng)提出了各種核合成過程。然而，解釋（早期）太陽系中92,94Mo、96,98Ru和92Nb的大量豐度仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
由于中微子催化了一系列捕獲反應(yīng)，因此γ-過程允許同時(shí)產(chǎn)生所有這些核。
這就是過程的工作原理：在天體物理爆炸中，γr過程在富含中子的外流中運(yùn)行，當(dāng)溫度高時(shí)，最初由中子和位于鐵和鎳周圍的原子核組成。
隨著材料溫度的降低，較輕的原子核通過一系列中子捕獲和弱相互作用過程產(chǎn)生較重的原子核。然而，與快速中子捕獲過程不同的是，在快速中子捕獲中，弱反應(yīng)是β衰變，它們是對(duì)μr過程的中微子吸收反應(yīng)。
一旦自由中子耗盡，進(jìn)一步的中微子吸收反應(yīng)將束縛在原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，將產(chǎn)生的原子核推向甚至超過β穩(wěn)定線。
中微子的能量足夠大，可以將原子核激發(fā)到通過中子、質(zhì)子和阿爾法粒子的發(fā)射而衰變的狀態(tài)。發(fā)射出的粒子被重原子核捕獲。
這引發(fā)了一系列由中微子催化的捕獲反應(yīng)，這些反應(yīng)決定了Γr過程產(chǎn)生的元素的最終豐度。通過這種方式，中微子可以產(chǎn)生中子不足的核，否則這些核是無法接近的。
GSI/FAIR核天體物理與結(jié)構(gòu)部科學(xué)家、該出版物的通訊作者熊澤偉說：“我們的發(fā)現(xiàn)為通過中微子在核上的吸收反應(yīng)解釋p核的起源開辟了一種新的可能性。”。
在確定了驅(qū)動(dòng)γr過程的一系列反應(yīng)后，恒星爆炸發(fā)生的類型仍有待確定。
在他們的出版物中，作者們提出，在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中噴出的物質(zhì)中，如磁旋轉(zhuǎn)超新星、collapsar或磁星中，會(huì)發(fā)生Γr過程。
這一建議促使天體物理學(xué)家尋找合適的條件，事實(shí)上，第一份出版物已經(jīng)報(bào)道了磁驅(qū)動(dòng)噴出物達(dá)到必要條件的情況。
Γr過程需要了解位于β穩(wěn)定線兩側(cè)的核上的中微子反應(yīng)和中子捕獲反應(yīng)。通過GSI/FAIR設(shè)施獨(dú)特的儲(chǔ)存環(huán)功能，測(cè)量相關(guān)反應(yīng)將成為可能。
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