近日，來自中國科學(xué)院近代物理研究所、美國密歇根州立大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們利用電荷交換反應(yīng)，研究了豐中子核素附近的原子核⁹³Nb的電子俘獲速率并取得進(jìn)展。 

　　一些大質(zhì)量恒星演化到最后階段時，會通過超新星爆發(fā)的方式結(jié)束自己的生命。超新星爆發(fā)是宇宙中最高能、最為神秘的天體活動之一。在對超新星爆發(fā)的模擬過程中，電子俘獲速率是其中一個非常重要的物理輸入量。 

　　以往的研究表明，在中子數(shù)約等于50附近，存在著這樣一批豐中子核素：它們對超新星爆發(fā)過程中的電子俘獲速率起著至關(guān)重要的作用。在該豐中子核區(qū)附近，“泡利不相容原理”扮演著重要的角色。 

　　因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室中無法直接測量豐中子核素的電子俘獲速率，科學(xué)家們通過測量電荷交換反應(yīng)的反應(yīng)截面，間接提取電子俘獲速率。 

　　該研究團(tuán)隊(duì)利用(t,³He+γ)電荷交換反應(yīng)，研究了上述豐中子核素附近的原子核之一——⁹³Nb的電子俘獲速率。相關(guān)實(shí)驗(yàn)在美國密歇根州立大學(xué)的超導(dǎo)回旋加速器國家實(shí)驗(yàn)室開展。研究團(tuán)隊(duì)利用高精度磁譜儀S800和大型伽馬射線探測器GRETINA進(jìn)行測量工作。 

　　研究結(jié)果顯示，在計(jì)算電子俘獲速率時，此前被研究者所廣泛使用的由Langanke等人提出的近似公式，并沒有很好地處理“泡利不相容原理”。因此該公式并不能很好地重現(xiàn)研究人員的測量結(jié)果。這說明，該公式并不適用于計(jì)算該豐中子核區(qū)的電子俘獲速率，特別是在溫度和密度較低的星體環(huán)境中更是如此。 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Physical Review C上。 

　　文章鏈接 

　　實(shí)驗(yàn)探測裝置：大型伽馬探測器陣列GRETINA（J.C.Zamora/圖） 

　　實(shí)驗(yàn)探測裝置：高精度磁譜儀S800（S.Noji/圖）