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a片无码 王龙军教授课题组在天体弱衰变率的强磁场效应方面取得重要研究进展
发布时间:2025-07-29 18:09:15

近日,学校a片无码 王龙军教授与上海交通大学孙扬教授合作在物理学顶级期刊Physical Review Letters(简称PRL)上发表题为“Stellar Weak Rates of the rp-Process Waiting Points: Effects of Strong Magnetic Fields”的科研工作。2023级硕士研究生胡其业为第一作者,王龙军教授为通讯作者,a片无码-成人a片-免费无码a片 为第一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金(12275225, 12235003)的资助。

图一:论文发表信息。

“从铁到铀的元素是如何产生的?”,即著名的“重元素起源”问题,被美国国家科a片无码 于2003年列为了21世纪11个重大科学问题之一。快质子俘获(rp)过程为重要的天体核合成方式之一,其发生场所被认为是在绚丽的吸积中子星(图二左图)外层,合成路径表现为较轻的原子核连续俘获天体环境下的质子然后再进行衰变与电子俘获过程(图二右图)。其中,64Ge等几个等待点核,由于在地球环境下的衰变率很弱(半衰期很长),因此决定了rp过程的时标、路径、丰度及相应的中微子发射率。然而,在高温、高密、强磁场的天体环境下,一方面,原子核的电子俘获过程通道被打开;另一方面,天体环境下的衰变率和电子俘获率极有可能与地球环境下的截然不同。为此,王龙军教授课题组发展了可以同时包含容许跃迁与一级禁戒跃迁以成功计算高温、高密、强磁场的天体环境下原子核弱衰变率与中微子发射率的角动量投影理论与模型,研究结果如图三所示。当磁场较弱时,电子费米球内的朗道能级非常密,面密度与有效朗道能级数的平衡导致衰变率不随磁场的变化而改变。当磁场很强时,朗道能级数目极少,电子俘获率将快速随磁场的增强而增加。这将导致在强磁场环境下rp过程相关核素的总衰变率快速增加,从而影响rp过程的时标、路径、丰度及相应的中微子发射率与冷却过程等。

图二:rp过程的发生场所(左:吸积中子星)与合成路径(右)。



图三:rp过程等待点核64Ge的弱衰变率随磁场的变化关系。

该研究首次发展了可以计算真实的高温、高密、强磁场的天体环境下原子核弱衰变率与中微子发射率的理论工具,将对超新星爆发、双中子星并合、磁星的演化、重元素的起源等重大科学问题提供理论指导。

王龙军教授课题组的研究兴趣集中在核结构与核天体物理方面的理论研究,主要包括:对角动量投影理论的发展,对无中微子双衰变中核矩阵元的理论研究,对高温、高密、强磁场天体环境下与重元素起源有关的原子核衰变、电子俘获、中微子发射等过程的研究等等。近五年来,王龙军教授课题组已经以a片无码-成人a片-免费无码a片 为第一单位发表了两篇PRL论文。

论文链接://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/wg2d-fx7j


撰稿人:王龙军
审稿人:周钰青、吴正茂