金、铂等重元素如何诞生？国际核物理实验探究重元素的宇宙起源

核物理学界长期以来的一个谜团是，为什么宇宙是由我们在周围看到的特定物质组成的。换句话说，为什么它是由“这个”物质而不是其他物质构成的?

人们特别感兴趣的是产生重元素(如金、铂和铀)的物理过程，这些重元素被认为产生在中子星合并和恒星爆炸事件期间。

美国能源部阿贡国家实验室(DOE)的科学家们在欧洲核子研究中心(CERN)领导了一项国际核物理实验，该实验利用阿贡开发的新技术来研究宇宙中重元素的性质和起源。

这项研究可能会对共同作用形成奇异的核的过程提供重要的见解，并将为恒星事件和早期宇宙的模型提供信息。

参与合作的核物理学家首次观察到原子核的中子壳结构，其质子数比铅少，中子数超过126个——这在核物理领域是“神奇的数字”。

在过去的一个世纪里，核物理学家已经能够通过研究轻离子束撞击重目标的碰撞来收集有关原子核的信息。然而，当重光束击中轻目标时，碰撞的物理性质就会变得扭曲，更难以解析。阿贡的HELIOS是消除这种扭曲的解决方案。

来自欧洲核子研究中心实验的第一次数据分析证实了当前核模型的理论预测，该团队计划利用这些新能力研究207Hg区域的其他核，从而对核物理和r过程的未知区域有更深入的了解。

除了在欧洲核子研究中心进行实验外，阿贡的科学家们还为国际空间站的设计提供了信息，为光谱仪配备了HELIOS探测器和数据采集电子设备。

这项研究的结果发表在2月13日《物理评论快报》上的一篇题为“首次探索铅以下和N = 126以上的中子壳结构”( First exploration of neutron shell structure below lead and beyond N = 126)的文章中。这项研究是由美国能源部核物理办公室、英国科学技术设施理事会和欧洲研究理事会赞助的。

原文来源：

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200330181656.htm