他们找到了攀缘“圣杯回响”的小道

 
 
他们找到了攀缘“圣杯回响”的小道  
 

在恒星的演化进程中，等氢燃烧殆尽后，恒星的焦点会塌缩，直至到达所需的温度进入氦燃烧阶段，由三个氦-4原子核（阿尔法）生成碳-12的“三阿尔法进程”。假如生成的碳-12继承与一个氦-4原子核团结，就可以发生一个氧-16原子核，并放出γ射线。

这个从碳-12到氧-16的回响抉择了宇宙中的碳氧品貌（含量）比，对付恒星演化、元素合成甚至生命发源都很是重要，因此被誉为“圣杯回响”。

日前，中国原子能科学研究院和美国圣母大学、中科院近代物理所、北京航空航天大学、印度技能大学、印度萨哈核物理所以及北京师范大学相助，基于原子能院的串列加快器，操作自主成立的割裂效应滋扰小的硼同位素阿尔法转移回响丈量要领，通过转移回响角漫衍的准确丈量和氧-16束缚态势的有效约束，得到了高精度的ANC数据，澄清了国际数据间240倍的分歧。

他们的功效克日颁发在《物理评论快报》上。

节制宇宙元素品貌的“圣杯”

论文第一作者、中国原子能科学研究院核物理所助理研究员谌阳平汇报《中国科学报》，在核天体物理中，一直到铁以前的元素的演化进程中，碳氧核的含量比例都很是重要，是核天体物理模子中很是重要的输入量。

凡是，三阿尔法回响是三体回响，因而回响概率很低。然而，由两个氦-4原子核生成的铍-8原子和一个氦-4原子核的能量之和恰好对应一个碳-12原子核引发态的能量，这种共振大大增加了三阿尔法回响的大概性。

然而在圣杯回响中，环境恰恰相反。氧-16在碳-12和氦-4原子核的能量之和对应之处并没有共振态，因而回响速率变得很慢。圣杯回响和三阿尔法进程这种奇妙的组合，既担保了足够的氧-16发生，又制止了将所有的碳-12都转酿成氧-16，进而提供了适量的碳元素和氧元素最终形成碳基生命。宇宙中的碳氧含量比或许是2:1，这个比例就是由圣杯回响抉择的。

“这条孕育生命的回响链如同一条持续的水流，整条链回响的速率由最慢的回响抉择。”谌阳平说。“就仿佛用细颈瓶倒水，最窄的瓶颈抉择了流速。而圣杯回响就是这个瓶颈。”

据论文通讯作者、中国原子能科学研究院核物理所研究员郭冰先容，影响这个回响的主要有几方面的孝敬：一个是阈上共振俘获，第二个是阈下共振俘获，第三个是基态外部俘获。

这三方面的孝敬都很是重要，都需要准确丈量。郭冰说：“我们这个事情主要是针对基态外部俘获开展的研究，要想确定基态外部俘获孝敬到底多大，需要准确丈量氧-16基态的渐近归一化系数（ANC）。”

然而，由于准确丈量的坚苦，“国际上已有的ANC数据存在240多倍的分歧，这导致无法精确给出圣杯回响的电四级截面（S因子）”。郭冰汇报《中国科学报》。

“核回响的截面面积就是回响概率。”谌阳平表明说：“就仿佛玩飞镖游戏，红心的面积就是投中的概率。”

这个回响的截面有多小呢？核物理中，1 barn便是10-28平方米，而圣杯回响的截面面积是10-17 barn。

转移回响：西岳背后的小道

直接丈量圣杯回响还不只要办理回响截面极小这一个坚苦，尚有宇宙辐射的本底噪音。

“高能宇宙射线中的μ子会对回响自身探测造成极大的滋扰，信噪比太低了。”谌阳平说道，“除非在锦屏山下世界最深的地下尝试室里。”

由于无法直接丈量，对此前学界对圣杯回响截面的预计都是外推获得的。

“然而，众所周知，外推是禁绝的。”谌阳平说，而国际上对氧-16基态ANC数据存在的240多倍的分歧越发低落了外推的可信度。

固然“自古西岳一条路”，可是也许存在一条小路可以“暗渡陈仓”。

对付“圣杯回响”来说，既然直接丈量较量坚苦，有没有转移回响可以低落丈量的难度呢？

尝试组从2007年开始一直在探索转移回响的要领。