JUNA团队利用清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司在四川省凉山州建设的目前世界最深的锦屏深地实验室（埋深2400米），将中子本底降低了数百倍，为实验提供了极低的本底环境；历经7年努力，团队还自主研制了世界上α束流最强的地下加速器装置——锦屏深地加速器，是以往实验束流强度的20倍以上，大幅提升了中子产额，使极小截面的测量工作如虎添翼；利用多电荷态粒子源，锦屏深地加速器首次成功地覆盖了i-过程能区，为解决现有数据分歧提供了必要条件 。
图锦屏深地实验室为反应测量提供极低本底环境图源|JUNA
依托上述条件，由中科院近代物理研究所、中国原子能科学研究院、四川大学等单位组成的JUNA团队中子源反应项目组成功地将13C(α,n)16O反应截面推进到0.24MeV 。随后他们又把探测器从深地实验室里搬到四川大学的串列加速器上，把测量能量范围向上推到1.9MeV 。
该研究在0.24-1.9MeV能量范围内获得了一套完整的实验数据，几乎覆盖了i-过程的伽莫夫窗口（0.2-0.54MeV），为理论外推到s-过程的伽莫夫窗口提供了目前最精确的实验数据 。
图锦屏深地实验及四川大学实验测量为13C(α,n)16O反应在天体物理能区提供目前最精确数据 。图源|JUNA
这项研究澄清了此前国际实验数据间数倍的分歧，验证了中国原子能科学研究院团队的间接测量方法的有效性 。著名核天体物理学家、北京航空航天大学的Kajino教授这样评价：“该研究提供了目前13C(α,n)16O反应截面最精确的数据，为发展i-过程和s-过程核合成的天体物理模型及构建超铁元素演化的新图景提供了坚实基础 。”
结语
超铁元素的起源问题，是21世纪物理未解之谜，也是核天体物理研究的核心目标 。半个多世纪以来，几代科学家围绕这个基本的科学问题开展了不懈的研究，但迄今仍存在许多亟待破解的科学难题 。
从上世纪90年代开始，意大利LUNA合作组利用地下加速器装置研究星体内部的重要核反应，引领该领域约30年 。在国家的大力支持下，中国JUNA团队于2015年正式成立 。深地实验室和强流加速器的建设，为我国核天体物理研究提供了前所未有的机遇 。JUNA团队奋起直追，取得了一系列重要成果，展现了“中国效率” 。
虽然新的研究让人兴奋，但对于物理学家来说，“点石成金”的研究依然任重道远 。未来，JUNA团队和LUNA团队还将开展22Ne(α,n)25Mg等重要中子源反应研究，为破解核天体物理难题、探索宇宙中的元素起源做出贡献 。
致谢：感谢中国原子能科学研究院柳卫平研究员阅读本文并提出宝贵建议 。感谢中国核物理学会的支持 。
作者|高丙水唐晓东
编辑|刘芳
论文链接：
#参考文献：
1.唐晓东,李阔昂.宇宙中元素的起源.物理,2019,48(10):633-639.
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