摘要:研究人员测量了非常精确的放射性灯笼同位素原子质量,并在其核结合能中发现了一个有趣的特征。该发现提供了基本数据,以了解宇宙中如何产生比铁更重的元素,并触发新的研究,以阐明核结合能量意外变化的潜在核结构。...
芬兰Jyväskylä大学加速器实验室的研究人员测量了非常精确的放射性灯笼同位素的原子质量,并在其核结合能中发现了一个有趣的特征。该发现提供了基本数据,以了解宇宙中如何产生比铁更重的元素,并触发新的研究,以阐明核结合能量意外变化的潜在核结构。

富含中子的放射性核的核结合能是针对宇宙中重元素起源的计算的必要输入。最近,使用离子指南同位素分离在线(Igisol)设施的Jyväskylä大学加速器实验室的研究人员产生了放射性,富含中子的灯笼同位素。产生的同位素是短暂的,因此具有挑战性。
"Thanks to the highly sensitive phase-imaging ion cyclotron resonance technique, masses for six lanthanum isotopes could be determined with a very high precision using the JYFLTRAP Penning trap mass spectrometer. The masses for the two most exotic isotopes, lanthanum-152 and lanthanum-153 were measured for the first time," says Professor Anu Kankainen from University of Jyväskylä,她作为她的ERC COG项目处女店的一部分领导了这项研究。
中子星碰撞中观察到的现象
高精度质量测量用于研究灯笼同位素的中子分离能。中子分离能告诉从给定同位素的核中去除一个中子需要多少能量。
“它提供了有关细胞核结构的信息,是计算天体物理中子捕获率的重要输入,用于至少在中子星级合并中进行的快速中子捕获(R)过程,例如,从合并的GW170817中,Kilonova观察到了,” Kankainen解释说。”
一个未知的“颠簸”出现在科学家的屏幕上
在这项工作中,研究人员确定了灯笼同位素的两种中子分离能,并发现了强劲的局部增长,一个”撞,“在值中,当中子数量从92增加到93时。观察到的凸起是独一无二的,需要进一步研究。
“在进行质量数据分析并计算了两次中子分离能量之后,我惊讶地发现了这一功能。当前的核质量模型都无法解释。有一些暗示可能是由于这些同位素的核结构的突然变化而引起的,但它需要用互补的方法进行进一步的研究,例如Laser或核谱研究。 Jyväskylä,他将于6月在物理系辩护他的博士学位论文。
理论模型应开发
新的精确质量值将计算出的天体中子捕获反应速率更改为35%左右,并使与质量相关的不确定性在最极端的情况下减少了80倍。
Kankainen说:“这些改善的反应速率对于解决R过程中稀土丰度峰的形成非常重要。更重要的是,测量结果表明,天体物理模型中使用的当前核质量模型无法预测这一特征,并且将来需要进一步发展。”









