形成元素的慢中子捕获过程中的一个关键反应发生的频率比以前想象的要低。
科学
慢中子捕获过程（s 过程）是发生在恒星中的核合成过程之一。 它产生了宇宙中大约一半比铁重的元素。 s 过程中涉及的两个重要反应是 Neon-22（α，γ）和 Neon-22（α，中子）。 在这些反应中，富含中子的 Neon-22 会捕获 α 粒子。 捕获会产生处于激发态的 Magnesium-26，这意味着它已经获得了额外的能量。 然后它通过发射伽马射线释放能量，导致正常状态的镁 26 或中子，导致镁 25。 Neon-22（α，γ）和 Neon-22（α，中子）反应的速率对 s 过程有显着影响。 这会影响硒、氪、铷、锶和锆等元素的丰度。
氖的同位素 (22Ne) 捕获 α 粒子 (α) 以产生处于激发态的 Magnesium-26 (26Mg)。 激发的镁 26 然后通过发射伽马射线 (γ) 释放能量，产生镁 26 或中子，产生镁 25。 图片由德克萨斯 A&M 大学的 Dustin Scriven 提供
的影响
科学家们试图回答这个问题，宇宙中元素的起源是什么？ 答案极其复杂。 它需要许多领域的研究人员的共同努力和大量的实验数据。 回答这个问题的一部分是了解产生比铁重的元素的具体过程。 其中一些元素是通过恒星内部的特定核反应形成的，这些反应涉及中子俘获（s 过程）。 中子是不稳定的，需要不断产生来为这个过程提供燃料。 确定中子源反应的强度对于理解这种核合成情景很重要。
总结
22Ne(α, γ)26Mg 和 22Ne(α, n)25Mg 两个反应对 s 过程中的中子通量有很大影响。 这些反应发生的概率很难直接测量，因为这些概率（称为反应截面）在与恒星核合成相关的能量下极低。 一组核物理学家使用两种间接方法来确定这两种反应的概率。 这两种方法都使用了德克萨斯 A&M 大学回旋加速器研究所生产的 22 氖光束。 在一项研究中，该团队测量了 26-镁中最相关的激发态被 α 粒子衰变的可能性。 另一个实验涉及直接测量相同激发态的中子/伽马分支比。 结合这些研究，研究人员得出了一个一致的结论：发生 22Ne(α,n)25Mg 反应的实际概率比广泛接受的概率低三倍。 这一发现显着改变了某些元素的最终 s 过程丰度，例如硒、氪、铷、锶和锆。
参考资料
贾亚蒂萨，H.， et al. 约束 22氖(α,γ)26镁和 22氖(α,n)25使用亚库仑的 Mg 反应速率 α-转移反应. 物理字母B 802，135267（2020）. [DOI：10.1016/j.physletb.2020.135267]
大田，S. et al. 的衰减特性 22氖 + α 共振及其对 s 过程核合成的影响. 物理字母B 802，135256（2020）. [DOI：10.1016/j.physletb.2020.135256]
资金
这项研究得到了能源部 (DOE) 科学办公室、核物理办公室的支持； 由国家核安全局通过核培训和大学研究卓越中心 (CENTAUR)； 和德克萨斯 A&M 大学的核解决方案研究所。 其中两位作者还得到了韦尔奇基金会的支持。 其中三位作者还得到了英国科学技术设施委员会的支持。
