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元素起源的新突破:νr-过程与p核的起源

科学探索万象经验2024-05-12

宇宙是一个巨大的熔炉,不断地产生各种各样的元素。理解控制这种元素创造的复杂过程是天体物理学中的一个关键追求。最近发表在《物理评论快报》的一篇论文,提出了一种νr-过程,揭示了富含质子的p核的起源。

恒星内部的核聚变主要产生氢和氦等较轻的元素。较重的元素是通过各种核合成过程产生的,其中之一是r-过程(快速中子捕获过程)。它涉及原子核的一系列中子俘获,发生的速度如此之快,以至于在俘获之间几乎没有时间进行β衰变。r过程被认为发生在中子密度高的环境中,例如在核塌陷超新星或中子星合并中。

r-过程的种子通常是之前通过其他过程合成的核,例如s过程(慢中子捕获过程)。然后,这些种子核被中子轰击,从而产生更重、更富中子的同位素。然而,r-过程很难解释p核的起源,p核是质子富集的,位于中子-质子图表的稳定线之外。r-过程达到这些p核所需的纯粹中子丰度在宇宙中很少遇到。

一个新的理论框架,νr-过程(中微子-r过程),提出了一种产生p核的替代途径。它建立在r-过程的基础上,但引入了一个新的角色:中微子。在νr-过程的背景下,一种特定类型的中微子相互作用发挥了作用:带电电流中微子吸收。