中國科學家嘗試用“利器”破解宇宙元素起源之謎

我國核物理科學家將通過利器重離子加速器研究裝置，探究宇宙中的元素起源和Ｘ射線暴現象的產生之謎。

記者４日從中國科學院近代物理研究所獲悉，由中科院近物所牽頭，聯合中國原子能科學研究院、北京航空航天大學、中國科學院應用物理研究所、上海交通大學等４家單位，共同申請的天體環境中關鍵核反應過程研究項目，最新獲十三五國家重點研發計劃支持。

中科院近物所研究員唐曉東介紹，１３８億年前的大爆炸發生后的３０分鐘，宇宙中的元素僅有氫、氦和極微量的鋰。但今天，太陽系卻擁有碳、氮、氧、硅、鐵、金、鈾等９０多種元素。這些元素如何產生的？自２０世紀７０年代開始，基于衛星的Ｘ射線望遠鏡發現大量Ｘ射線暴天體。這些天體在１０秒到１００秒的時間內釋放了相當于太陽一周內釋放的總能量，而后又恢復到爆發前的狀態。這種爆發現象通常在數小時到數天內還會周期性地發生。這種劇烈的Ｘ射線暴的能量從何而來？

唐曉東告訴記者，對這兩個科學問題，科學家多年來開展了大量實驗、觀測和理論研究，取得了突破性的重大成果，解決了部分宇宙中的元素起源之謎，也解釋了一些爆發性天體事件。但人們在理解元素起源及爆發性事件等方面仍存在很多亟待破解的難題。比如，至今，重元素起源仍被美國國家科學院宇宙物理學委員會選為“２１世紀物理學１１個未解之謎”之一。不僅如此，發生在星體表面的Ｘ射線暴涉及大量不穩定原子核，實驗研究難度極大，是當前的研究熱點。研究這些不穩定原子核在天體環境中的性質及有關反應是當前核天體物理和核物理研究的前沿。

唐曉東透露，針對宇宙中的元素起源和Ｘ射線暴現象產生之謎等國際前沿問題，科學家將利用我國規模最大、加速離子種類最多的重離子研究裝置，即蘭州重離子加速器研究裝置，創新性地使用一些實驗方法和手段，解決一批關鍵的技術問題，為理解宇宙元素起源和發生在星體表面的爆發性事件尋找答案。