該研究標志著首次使用放射性離子束測量弱r過程反應截面，具體研究的是94Sr(α,n)97Zr反應。在這個過程中，鍶的放射性形式(鍶-94)吸收α粒子(氦核)，然后發(fā)射中子并轉化為鋯-97。這項研究成果已作為編輯建議在《物理評論快報》上發(fā)表。

薩里大學這項研究的主要作者馬修·威廉姆斯博士表示：“弱r過程在重元素的形成過程中起著至關重要的作用。天文學家在古代恒星中觀察到了這種重元素，這些天體化石可能只帶有一次災難性事件的化學指紋，如超新星或中子星合并。到目前為止，我們對這些元素形成方式的理解依賴于理論預測，但這項實驗提供了第一個真實世界的數(shù)據(jù)來測試那些涉及放射性核的模型。”

為了實現(xiàn)這項實驗，研究人員使用了新型氦靶。由于氦是一種惰性氣體，既不活潑也不固體，塞維利亞大學的研究人員開發(fā)了一種創(chuàng)新的納米材料靶，將氦嵌入超薄硅膜中，形成數(shù)十億個微小的氦氣泡，每個氣泡的直徑只有幾十納米。

該團隊利用TRIUMF先進的放射性離子束技術，將短壽命的鍶-94同位素加速到這些目標中，從而能夠在類似于極端宇宙環(huán)境的條件下測量核反應。威廉姆斯博士指出：“這是天體物理學和核物理學的一項重大成就。納米材料首次以這種方式被利用，為核研究開辟了令人興奮的新可能性。”

除了天體物理學之外，了解放射性核的行為方式對于改進核反應堆設計也至關重要。威廉姆斯博士解釋說：“這些類型的核在核反應堆中不斷產生，但直到最近，研究它們的反應仍然非常困難。反應堆物理學依靠這種數(shù)據(jù)來預測部件需要更換的頻率、它們的使用壽命以及如何設計更高效、更現(xiàn)代的系統(tǒng)。”

下一階段的研究將把研究結果應用于天體物理模型，幫助科學家更好地了解已知最重元素的起源。隨著研究人員繼續(xù)探索這些過程，他們的工作有望加深我們對中子星碰撞的極端物理和核技術實際應用的理解。