5月11日，原子能院核物理所核天体物理团队受邀在国际权威综述期刊《粒子物理与核物理进展》（Progress of Particle and Nuclear Physics）发表长篇综述文章《阿尔法集团转移反应：理解恒星氦燃烧的工具》（Alpha-cluster transfer reactions: A tool for understanding stellar helium burning），该期刊2019年度影响因子为13.421。

    原子能院谌阳平副研究员为第一作者，郭冰和柳卫平研究员为通讯作者。文章系统阐述了国际上运用α（阿尔法）集团转移反应研究氦燃烧核反应的理论框架和实验技术，总结了国际上该领域的最新研究进展，也包括了团队近十年来在该方向上的系统性研究成果，并提出了该领域未来值得关注的研究方向。

    研究氦燃烧过程中的核反应，在理解恒星演化和宇宙元素起源中起着重要作用。α集团转移反应是研究氦燃烧过程的有效方法之一。国际上最常使用的α集团转移反应是(6Li, d)和(7Li, t)，而(11B, 7Li)反应的测量结果相对更加可靠。

    近十年来，核天体物理团队依托北京HI-13串列加速器，自主发展了(11B, 7Li)转移反应高精度测量方法，完成对11B基态α谱幅度的首次测量，为(11B, 7Li)的应用提供了基础数据。该成果曾发表在国际核物理权威期刊Physics Letters B（《物理快报B》）上。(11B, 7Li)转移反应的加入，丰富了α集团转移反应方法在氦燃烧研究中的有效手段。近年来，核天体物理团队已经把(11B, 7Li)转移反应用于研究恒星氦燃烧中的多个核反应，并取得多项有国际影响力的研究成果：开展恒星主中子源13C(α, n)16O反应研究，理解并澄清了该反应S因子数据间25倍分歧，该成果发表在国际天体物理权威期刊The Astrophysical Journal（《天体物理期刊》）上，随后被美国佛罗里达州立大学、意大利卡塔尼亚大学等多项实验所印证，并被国际最大的核天体反应数据库REACLIB选为推荐值；在对核天体物理“圣杯”反应12C(α,γ)16O的研究中，澄清了基态ANC（渐近归一化系数）国际数据之间240多倍的分歧，成果分别发表在Physical Review Letters（《物理评论快报》）和Physical Review C（《物理评论C》）上，随后被基于双黑洞并合引力波数据的黑洞质量模型所验证，并被美国科学院院士S. E. Woosley最新的黑洞质量模型文章所引用。

    基于核天体物理团队多年来在α集团转移反应高精度测量方面开展的系统研究，《粒子物理与核物理进展》邀请团队撰写该方向的综述文章。

    科普贴士

    恒星内部发生着一系列核聚变过程，产生了巨大能量并生成各种元素。氦燃烧，即氦核聚变是恒星演化中的关键过程之一。当恒星耗尽核心的氢原子核并开始氦原子核聚变时，恒星由主序星进入红巨星阶段。由于氦核聚变比氢核聚变产生的能量更快，恒星体积会大大膨胀。比如，进入红巨星阶段的太阳其外径能够到达地球轨道。我国科幻电影《流浪地球》讲述的就是进入红巨星阶段的太阳系不再适合人类生存，人类带着地球一起奔向新家园的故事。此外，宇宙中还发生着更为剧烈的氦燃烧，被称为爆发性氦燃烧，它产生能量更快，通常伴随宇宙剧烈的天体事件发生，如超新星爆发、X射线暴等。

    α集团转移反应是测量极低事件率核反应的有效手段，提高了实验效率，未来也可应用于核工业相关基础数据的测量。(6Li, d)和(7Li, t)这两类转移反应的优势是截面较大，实验上测量相对容易。然而，在6Li和7Li中，α集团结合比较松散，导致测量容易被破裂效应干扰，而11B中α集团结合更紧密，因此(11B, 7Li)反应中的破裂效应干扰更小，测量结果更可靠。

    文丨核物理所

    编辑丨张彬

    制作丨马瀚