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    5月11日，原子能院核物理所核天體物理團(tuán)隊(duì)受邀在國(guó)際權(quán)威綜述期刊《粒子物理與核物理進(jìn)展》（Progress of Particle and Nuclear Physics）發(fā)表長(zhǎng)篇綜述文章《阿爾法集團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)：理解恒星氦燃燒的工具》（Alpha-cluster transfer reactions: A tool for understanding stellar helium burning），該期刊2019年度影響因子為13.421。

    原子能院諶陽(yáng)平副研究員為第一作者，郭冰和柳衛(wèi)平研究員為通訊作者。文章系統(tǒng)闡述了國(guó)際上運(yùn)用α（阿爾法）集團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)研究氦燃燒核反應(yīng)的理論框架和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，總結(jié)了國(guó)際上該領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，也包括了團(tuán)隊(duì)近十年來(lái)在該方向上的系統(tǒng)性研究成果，并提出了該領(lǐng)域未來(lái)值得關(guān)注的研究方向。

    研究氦燃燒過(guò)程中的核反應(yīng)，在理解恒星演化和宇宙元素起源中起著重要作用。α集團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)是研究氦燃燒過(guò)程的有效方法之一。國(guó)際上最常使用的α集團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)是(6Li, d)和(7Li, t)，而(11B, 7Li)反應(yīng)的測(cè)量結(jié)果相對(duì)更加可靠。

    近十年來(lái)，核天體物理團(tuán)隊(duì)依托北京HI-13串列加速器，自主發(fā)展了(11B, 7Li)轉(zhuǎn)移反應(yīng)高精度測(cè)量方法，完成對(duì)11B基態(tài)α譜幅度的首次測(cè)量，為(11B, 7Li)的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該成果曾發(fā)表在國(guó)際核物理權(quán)威期刊Physics Letters B（《物理快報(bào)B》）上。(11B, 7Li)轉(zhuǎn)移反應(yīng)的加入，豐富了α集團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)方法在氦燃燒研究中的有效手段。近年來(lái)，核天體物理團(tuán)隊(duì)已經(jīng)把(11B, 7Li)轉(zhuǎn)移反應(yīng)用于研究恒星氦燃燒中的多個(gè)核反應(yīng)，并取得多項(xiàng)有國(guó)際影響力的研究成果：開展恒星主中子源13C(α, n)16O反應(yīng)研究，理解并澄清了該反應(yīng)S因子數(shù)據(jù)間25倍分歧，該成果發(fā)表在國(guó)際天體物理權(quán)威期刊The Astrophysical Journal（《天體物理期刊》）上，隨后被美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)、意大利卡塔尼亞大學(xué)等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所印證，并被國(guó)際最大的核天體反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)REACLIB選為推薦值；在對(duì)核天體物理“圣杯”反應(yīng)12C(α,γ)16O的研究中，澄清了基態(tài)ANC（漸近歸一化系數(shù)）國(guó)際數(shù)據(jù)之間240多倍的分歧，成果分別發(fā)表在Physical Review Letters（《物理評(píng)論快報(bào)》）和Physical Review C（《物理評(píng)論C》）上，隨后被基于雙黑洞并合引力波數(shù)據(jù)的黑洞質(zhì)量模型所驗(yàn)證，并被美國(guó)科學(xué)院院士S. E. Woosley最新的黑洞質(zhì)量模型文章所引用。

    基于核天體物理團(tuán)隊(duì)多年來(lái)在α集團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)高精度測(cè)量方面開展的系統(tǒng)研究，《粒子物理與核物理進(jìn)展》邀請(qǐng)團(tuán)隊(duì)撰寫該方向的綜述文章。

    科普貼士

    恒星內(nèi)部發(fā)生著一系列核聚變過(guò)程，產(chǎn)生了巨大能量并生成各種元素。氦燃燒，即氦核聚變是恒星演化中的關(guān)鍵過(guò)程之一。當(dāng)恒星耗盡核心的氫原子核并開始氦原子核聚變時(shí)，恒星由主序星進(jìn)入紅巨星階段。由于氦核聚變比氫核聚變產(chǎn)生的能量更快，恒星體積會(huì)大大膨脹。比如，進(jìn)入紅巨星階段的太陽(yáng)其外徑能夠到達(dá)地球軌道。我國(guó)科幻電影《流浪地球》講述的就是進(jìn)入紅巨星階段的太陽(yáng)系不再適合人類生存，人類帶著地球一起奔向新家園的故事。此外，宇宙中還發(fā)生著更為劇烈的氦燃燒，被稱為爆發(fā)性氦燃燒，它產(chǎn)生能量更快，通常伴隨宇宙劇烈的天體事件發(fā)生，如超新星爆發(fā)、X射線暴等。

    α集團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)是測(cè)量極低事件率核反應(yīng)的有效手段，提高了實(shí)驗(yàn)效率，未來(lái)也可應(yīng)用于核工業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測(cè)量。(6Li, d)和(7Li, t)這兩類轉(zhuǎn)移反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)是截面較大，實(shí)驗(yàn)上測(cè)量相對(duì)容易。然而，在6Li和7Li中，α集團(tuán)結(jié)合比較松散，導(dǎo)致測(cè)量容易被破裂效應(yīng)干擾，而11B中α集團(tuán)結(jié)合更緊密，因此(11B, 7Li)反應(yīng)中的破裂效應(yīng)干擾更小，測(cè)量結(jié)果更可靠。

    文丨核物理所

    編輯丨張彬

    制作丨馬瀚