【編者按】暑假是科研工作攻堅(jiān)克難、實(shí)現(xiàn)躍升的黃金時(shí)期，學(xué)校各研究團(tuán)隊(duì)正搶抓時(shí)間機(jī)遇，聚焦科技前沿，鉚足干勁潛心研究，力求取得更多創(chuàng)新突破，奮力跑出科研攻關(guān)暑期“加速度”，為學(xué)校高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。學(xué)校推出“暑期科研‘加速度’”系列報(bào)道，將實(shí)時(shí)呈現(xiàn)學(xué)校師生暑期聚力科技創(chuàng)新、推進(jìn)科研攀登躍升的昂揚(yáng)風(fēng)貌和豐碩成果，彰顯學(xué)校持續(xù)深化有組織科研，以科技創(chuàng)新支撐高質(zhì)量發(fā)展的新姿態(tài)、新進(jìn)展、新成效。敬請(qǐng)關(guān)注！

近日，物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院王龍軍教授與上海交通大學(xué)孫揚(yáng)教授合作，在物理學(xué)頂級(jí)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）發(fā)表了題為《快質(zhì)子俘獲過(guò)程等待點(diǎn)核的天體弱衰變率：強(qiáng)磁場(chǎng)效應(yīng)》（Stellar Weak Rates of the rp-Process Waiting Points: Effects of Strong Magnetic Fields）的研究論文。

“從鐵到鈾的元素是如何產(chǎn)生的?”，即著名的“重元素起源”問(wèn)題，被美國(guó)國(guó)家科學(xué)院于2003年列為了21世紀(jì)11個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題之一?？熨|(zhì)子俘獲(rp)過(guò)程為重要的天體核合成方式之一，其發(fā)生場(chǎng)所被認(rèn)為是在絢麗的吸積中子星外層，合成路徑表現(xiàn)為較輕的原子核連續(xù)俘獲天體環(huán)境下的質(zhì)子，然后再進(jìn)行β+衰變與電子俘獲過(guò)程。其中，64Ge等幾個(gè)等待點(diǎn)核，由于在地球環(huán)境下的β+衰變率很弱（半衰期很長(zhǎng)），決定了rp過(guò)程的時(shí)標(biāo)、路徑、豐度及相應(yīng)的中微子發(fā)射率。然而，在高溫、高密、強(qiáng)磁場(chǎng)的天體環(huán)境下，一方面，原子核的電子俘獲過(guò)程通道被打開(kāi)；另一方面，天體環(huán)境下的β+衰變率和電子俘獲率極有可能與地球環(huán)境下的截然不同。為此，王龍軍課題組發(fā)展了可以同時(shí)包含容許躍遷與一級(jí)禁戒躍遷以成功計(jì)算高溫、高密、強(qiáng)磁場(chǎng)的天體環(huán)境下原子核弱衰變率與中微子發(fā)射率的角動(dòng)量投影理論與模型，研究結(jié)果表明：當(dāng)磁場(chǎng)較弱時(shí)，電子費(fèi)米球內(nèi)的朗道能級(jí)非常密，面密度與有效朗道能級(jí)數(shù)的平衡導(dǎo)致衰變率不隨磁場(chǎng)的變化而改變；當(dāng)磁場(chǎng)很強(qiáng)時(shí)，朗道能級(jí)數(shù)目極少，電子俘獲率將快速隨磁場(chǎng)的增強(qiáng)而增加。這將導(dǎo)致在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下rp過(guò)程相關(guān)核素的總衰變率快速增加，從而影響rp過(guò)程的時(shí)標(biāo)、路徑、豐度及相應(yīng)的中微子發(fā)射率與冷卻過(guò)程等。

該研究首次發(fā)展了可以計(jì)算真實(shí)的高溫、高密、強(qiáng)磁場(chǎng)的天體環(huán)境下原子核弱衰變率與中微子發(fā)射率的理論工具，將對(duì)超新星爆發(fā)、雙中子星并合、磁星的演化、重元素的起源等重大科學(xué)問(wèn)題提供理論指導(dǎo)。

物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2023級(jí)碩士研究生胡其業(yè)為第一作者，王龍軍為通訊作者，西南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院為第一完成單位。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。

論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/wg2d-fx7j