太空中的重元素它们来自哪里

由德国歌德大学 领导的国际团队 已成功将氙离子转化为重元素铯。结果出现在《 物理评论快报》上，是第一个在受控环境中复制这种现象的结果。

星尘问题

核合成是指原子核或广义定义的元素的创建。根据天体物理学家的说法，这一过程最早是在宇宙的早期发现的。在婴儿时期，宇宙的温度是如此之高，以至于发生了核聚变，从而产生了第一批恒星。随着恒星的老化，它们会产生其他副产品元素，从锂到硅和铁，这一过程称为恒星核合成。

当它产生铁时，据说一颗恒星处于生命的最后阶段，此后它会在称为超新星的事件中爆炸。由于中子的泛滥，超新星可以合成新的原子核(以及比铁重的新元素)，这些重元素将在太空中散发出来，有一天会落在地球上。这些元素后来将成为地球上所有事物的一部分，包括您的身体。(相关：了解科学家如何模拟超新星形成后的黑洞。)

瞄准星星

像超新星一样， 中子星 -尤其是中子星合并-也为重元素形成创造了条件，被称为低能质子俘获。这种状态称为Gamow窗，其温度高于1 gigakelvin(18亿华氏度)，但能量相对较低。科学家想重新创建它，以查看 Gamow窗口是否可以诱导重元素的合成。

“在天体环境下，这种反应最有可能发生在被称为伽莫夫窗的能量范围内。在此范围内，原子核趋于缓慢，使其难以在所需强度下获得。” GSI原子物理学研究部门的Jan Glorius博士解释说。“此外，横截面-质子捕获的可能性-随能量迅速减小。到目前为止，在实验室中为这类反应创造合适的条件几乎是不可能的。”

歌德大学实验天体物理学教授Rene Reifarth建议，亥姆霍兹的实验存储环(ESR)可以重现这样的反应。他建议一个重的反应伙伴在加速器中循环，在那里它将与固定的质子气体发生相互作用。该实验非常成功，以至于欧盟资助的GSI研究项目也表达了对Reifarth研究的支持。

核合成实验

在实验中，研究人员准备了氙离子，他们预测氙离子可以捕获质子云中的质子。然后，研究小组在ESR中使这些离子减速，遇到了质子气。氙原子核捕获质子。在此过程中，它们转化为另一个更重的元素：铯。这几乎是对天体物理场景中发生的事情的精确再现，例如在太阳的核心或中子星表面。

Reifarth说：“该实验对增进我们对宇宙核合成的理解做出了决定性的贡献。” “借助GSI的高性能加速器设施，我们得以改进用于使重反应伙伴减速的实验技术。现在，我们对反应速率发生的区域有了更精确的了解，而到目前为止，这只是理论上的预测。这使我们能够更精确地模拟宇宙中元素的产生。”

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