近日，原子能院核物理研究所激光核物理團隊與北京航空航天大學、北京大學合作，研究了鈥-157,159(157,159Ho)、銩-163,165( 163,165Tm)光質(zhì)子反應(yīng)道對p-核鏑-156,158(156,158Dy)、鉺-162,164(162,164Er)核合成的影響，為解釋宇宙中重元素的起源之謎奠定基礎(chǔ)。 該研究成果在天體物理學國際權(quán)威期刊《The Astrophysical Journal(天文物理期刊)》發(fā)表。文章第一作者為原子能院程浩副研究員，通訊作者為北京航空航天大學孫保華教授、竺禮華教授，北京大學羅煜東博士。

比鐵更重的元素一般被稱為超鐵元素。宇宙中，恒星內(nèi)部通過核聚變，可以產(chǎn)生質(zhì)量接近鐵的元素，而超鐵元素則只能來自于更高溫度和密度環(huán)境下的爆發(fā)性天體環(huán)境，例如通過超新星爆發(fā)釋放到星際介質(zhì)中。超鐵元素能夠影響星系和行星的形成及其化學組成，厘清超鐵元素的來源對生命的起源與演化具有重要意義，這是21世紀物理學研究領(lǐng)域的未解之謎，也是物理學和天文學交叉研究中的重要科學問題。

合作團隊重點關(guān)注原子質(zhì)量在160左右質(zhì)量區(qū)間的p-核核合成，并嘗試通過利用該核區(qū)已有的實驗數(shù)據(jù)約束有關(guān)模型，研究能級密度、伽馬強度函數(shù)等影響，計算反應(yīng)率。團隊還對可能產(chǎn)生超鐵元素的超新星爆發(fā)和超新星核合成進行了研究。超新星是人們在天空中能看到的最亮的恒星爆發(fā)事件，天文學家根據(jù)星光中的元素吸收線把超新星分成了若干類型，其中最亮的一種是Ia型超新星。團隊進一步探究了計算得到的新反應(yīng)率在Ia型超新星核合成中的影響，證明了(γ, p)反應(yīng)(光質(zhì)子反應(yīng))的不確定性對這些核的合成并不占主導地位。

相關(guān)研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家杰出青年科學基金、中核集團青年英才基金等項目的支持。