天体物理中的核过程
自然界中由铁至铀的重元素起源问题是当今物理和天文学界十一大待解难题之一。其中,快中子俘获过程 (r 过程) 负责产生一半左右比铁重的元素,其合成机制是当今核天体物理研究的前沿和热点。一方面,r 过程发生的天体场所还没有完全确定,可能r过程场所包括:核芯塌缩超新星中的中微子驱动风、中子星合并、磁流体动力学核芯塌缩超新星的抛射物等。最近,对引力波 GW170817 及它的电磁对应物的观测,已确认了中子星合并这一 r 过程场所。另一方面,r 过程中涉及到的几千个丰中子原子核的质量、β 衰变寿命和 (n,γ) 与 (γ, n) 反应截面等性质还不能通过实验测量。
团队基于核物理方面长期的积累,结合核物理实验及天文观测的最新进展,利用经典 r 过程模型,研究核物理输入量对快中子俘获过程的影响。建立参数化的天体环境模型,研究天体环境不确定性对 r 过程的影响。确定在快中子俘获过程中有关键作用的原子核 [Phys. Rev. C 78 (2008) 025806, Phys. Rev. C 87 (2013) 015805],为相关核物理实验提供参考。利用 Th/U 核时钟,结合最新观测到的贫金属晕星的元素丰度,估算宇宙年龄 [Phys. Rev. C 80 (2009) 065806],该工作被 Physics 以 “Calibrating the cosmic clock” 为题进行了点评。