據(jù)中國(guó)原子能科學(xué)研究院4月7日官網(wǎng)報(bào)道，原子能院核物理所核天體物理創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和圣母大學(xué)、中科院近物所、北京航空航天大學(xué)、印度技術(shù)大學(xué)、薩哈核物理所和北京師范大學(xué)的同行合作，對(duì)核天體物理研究領(lǐng)域最關(guān)鍵的“圣杯”反應(yīng)——¹²C(α, γ)¹⁶O反應(yīng)開(kāi)展了研究，并取得重要進(jìn)展。該研究結(jié)果被國(guó)際物理學(xué)頂級(jí)期刊 Physical Review Letters （《物理評(píng)論快報(bào)》）接受發(fā)表，文章第一作者為原子能院諶陽(yáng)平博士。

在恒星核合成的諸多核反應(yīng)中，¹²C(α,γ)¹⁶O無(wú)疑是最為關(guān)鍵的一個(gè)。該反應(yīng)的快慢不但直接影響恒星的演化進(jìn)程，它也是生命起源的種子，被譽(yù)為核天體物理研究領(lǐng)域的“圣杯”反應(yīng)。碳和氧是生物體中最重要的兩種元素，它們的豐度比受“圣杯”反應(yīng)的精準(zhǔn)調(diào)控?！笆ケ狈磻?yīng)速率的快慢，將影響自然界中碳、氧元素的比例，碳元素一旦嚴(yán)重不足，就會(huì)影響生命的進(jìn)化過(guò)程。正是因?yàn)椤笆ケ狈磻?yīng)具有對(duì)恒星演化和生命的調(diào)控作用，所以對(duì)它的精確測(cè)量被公認(rèn)為是核天體物理最關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題之一。恒星演化模型計(jì)算對(duì)該反應(yīng)精度的要求是好于10%。然而，目前的各種測(cè)量方法得到的截面誤差還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到恒星演化模型要求的精度，因此急需探索新實(shí)驗(yàn)方法，提高該反應(yīng)的測(cè)量精度。

由于¹⁶O束縛態(tài)勢(shì)的巨大不確定性，使得國(guó)際上¹⁶O基態(tài)漸進(jìn)歸一化系數(shù)（ANC）的現(xiàn)有結(jié)果存在240倍分歧，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確給出“圣杯”反應(yīng)的電四級(jí)截面。

研究人員基于原子能院串列加速器，自主建立了破裂效應(yīng)干擾小的硼同位素α轉(zhuǎn)移反應(yīng)測(cè)量方法，通過(guò)轉(zhuǎn)移反應(yīng)角分布的精確測(cè)量和¹⁶O束縛態(tài)勢(shì)的有效約束，獲得高精度的ANC數(shù)據(jù)，澄清了國(guó)際數(shù)據(jù)間240倍的分歧。新結(jié)果使天體物理能量下“圣杯”反應(yīng)電四級(jí)截面比國(guó)際最新推薦值增加了55%，總截面增加了16%，這將顯著影響模型預(yù)言的核素豐度。如氬同位素的豐度增加約70%，進(jìn)而影響我們對(duì)大質(zhì)量恒星演化的理解。新結(jié)果為未來(lái)在錦屏深地實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展該反應(yīng)的直接測(cè)量提供了重要參考。可以預(yù)期，隨著中國(guó)錦屏深地核天體物理實(shí)驗(yàn)（JUNA）的開(kāi)展，將向“圣杯”反應(yīng)邁出新的步伐。