宇宙中铁以上的重核是如何合成的?

针对21世纪尚未解决的11个重大物理问题之三,即"宇宙中从铁到铀的元素是如何产生的?"进行了系统的阐述,包括问题提出的背景和重要性、主要研究内容、国内外进展以及将来的发展趋势.介绍了产生宇宙中比铁重的元素(简称为超铁元素)的几个主要核合成过程,并总结了相关的研究目标.目前,尚需要精确测量天体核合成路径上关键核素的质量、寿命以及相关核反应的反应截面或者天体物理反应率等核物理输入量;开展天体元素或者同位素丰度的观测研究,以及星际X和γ射线等的卫星观测;发展天体物理模型以及核物理理论模型,最终将可靠的核物理输入量、核天体物理理论模型和天文观测数据相结合,以探索和解决宇宙中超铁元素的来源问题.

^(22)Ne(α,n)^(25)Mg反应:大质量恒星中的关键中子源

宇宙从铁到铀的超铁元素起源是核天体物理领域一个重要的前沿方向,被认为是21世纪“物理学的11个未解之谜”之一,有望孕育出重大科学发现中子俘获反应可以克服库仑势垒,是生成宇宙中超铁元素的关键途径.自由中子的平均寿命只有约15min,因此,中子的来源对理解超铁元素起源是一个热点课题.本文评述了超铁元素起源、大质量恒星中的关键中子源^(22)Ne(α,n)^(25)Mg反应的研究意义、中子源最新研究进展和未来研究计划,特别是深地直接测量实验计划.