核天体物理研究迈出重要一步：碳-k8凯发

近日，中国原子能科学研究院与北京师范大学、美国圣母大学、南方科技大学、锦屏深地前沿科学及暗物质四川省重点实验室、西安交通大学合作，对¹²c ¹²c(碳-碳)熔合反应的天体物理s因子开展实验研究，在国际上首次通过逆运动学厚靶方法，实现复合核²⁴mg*(处于激发态的镁-24)全衰变道的实验研究，为¹²c ¹²c熔合反应研究贡献关键实验数据，向解开长期困扰核天体物理学家的¹²c ¹²c熔合反应问题迈出重要一步。研究结果在国际物理学知名期刊physics letters b (《物理快报b》)发表，文章第一作者为原子能院博士研究生南威克，通讯作者为原子能院研究员王友宝、柳卫平，北京师范大学研究员苏俊。

¹²c ¹²c熔合反应在大质量恒星演化、ia型超新星爆发、超级x-射线暴(简称超暴)等诸多天体事件中起到关键作用。这种融合反应发生在一个特殊的核天体能量窗口伽莫夫窗口，这里反应概率虽然很小，却可以决定恒星的最终命运。因此，¹²c ¹²c熔合反应与²c(a, g)¹⁶o 圣杯反应、¹³c(a, n)16o中子源反应，被认为是核天体物理领域最重要的三个反应。可以说，¹²c ¹²c熔合反应是理解宇宙演化的一把关键钥匙。

然而，由于¹²c ¹²c熔合反应具有能级密度高、能级结构复杂的特点，大量直接测量实验都无法给出伽莫夫窗口能区的天体物理s因子和反应率，因此科学家亟需探索新的实验方法以获得¹²c ¹²c熔合反应关键信息。

研究团队使用的实验装置效果图

在此次研究中，原子能院核天体物理创新团队与串列加速器运行团队高度协作，利用hi-13串列加速器，采用²³na p(钠-23与质子反应)厚靶逆运动学方法，对¹²c ¹²c熔合反应相关的复合核²⁴mg*进行核能级性质的研究，并基于对²⁴mg*衰变发射的射线、质子、粒子的同时测量，实现了-p、-符合谱学，成功鉴别出相关基态、激发态，以及发射粒子的不同衰变道。研究团队获得了相关反应道的激发函数，发现了复合核²⁴mg*有关激发能区复杂的共振能级结构，提取了复合核详细的共振参数，并成功给出了¹²c ¹²c熔合反应的天体物理s因子及其不确定度范围。

实验得到的天体物理s因子与其它来源的数据比较

此研究获国家重点研发计划、国家自然科学基金和中核集团核技术创新联合基金、中核集团人才科学基金、财政部稳定支持研究经费等项目支持。