奇怪的伽马射线,可能揭开恒星制造重元素的秘密

作者: aeks | 发布时间: 2026-08-02 08:00 | 更新时间: 2026-08-02 08:00

学科分类: 天文学 核科学与技术 物理学

本研究发表于《自然》杂志,题为《锌-70中低能增强现象的磁性本质》,成功揭示了核物理中一个持续数十年的谜题——低能伽马射线增强(LEE)的物理起源。LEE表现为某些原子核在低能区释放出远超理论预期的伽马射线,此前既无法被理论预测,也难以实验确认。国际团队(来自美、加、意、德、挪、韩25家机构)利用美国密歇根州立大学的稀有同位素束流装置(FRIB)及其高精度设备LEBIT,首次分离并研究了铜-70的基态与亚稳态两种同质异能体,并通过其向锌-70的β衰变,分别探查锌-70的不同能级布居路径。借助SuN伽马探测器及β-Oslo法、形状法(Shape method)等先进分析手段,研究人员精确测定两条路径对应的伽马射线强度函数,最终确凿证明:LEE并非源于传统认为的电性跃迁,而是由核内质子与中子协同产生的磁性跃迁主导。这一结论不仅为核结构理论提供了关键实验基准,更深刻影响天体物理建模——因为LEE会显著提升中子俘获反应速率,而该反应正是宇宙中重元素(如铀、金、稀土元素)合成的核心机制。此外,该工作凸显了基础科研与国家安全(如核数据、核安保)的深度协同,也为青年学者提供了从提案撰写、实验运行到成果发表的全周期科研训练范本。

DOI: 10.1038/s41586-026-10758-3

标签: 低能伽马增强 同质异能体分离 核天体物理 磁性核跃迁 锌-70