由诺贝尔物理学奖得主丁肇中教授领衔的国际空间站阿尔法磁谱仪(AMS)实验团队,在宇宙线研究领域取得突破性进展。研究团队首次在21亿伏至3万亿伏的能量区间内,完成了磷、氯、氩、钾、钙五种原子核的精确能谱测量,相关成果已发表于国际顶级学术期刊《物理评论快报》。这一发现为理解宇宙元素形成机制提供了关键数据支撑。
作为项目核心参与单位,山东高等技术研究院的研究人员从AMS探测器收集的2500亿个宇宙线事件中,筛选出100万个目标原子核样本。通过攻克原子核碎裂截面建模、重核碎裂背景评估等技术难题,团队成功构建了能量覆盖范围最广、测量精度最高的五种原子核能谱图。这项成果标志着人类向完整绘制宇宙元素周期表的目标迈出重要一步。
研究团队在数据分析中发现,这五种宇宙线均包含初级与次级两种成分。其中氩、钙等偶数原子核的初级成分占比显著高于磷、氯、钾等奇数原子核。结合此前对20种原子核的测量数据,研究人员将宇宙线原子核按能谱特征划分为两类初级成分和两类次级成分。"这种分类方式为理解宇宙线传播机制提供了全新视角。"项目组成员表示,该发现有望推动学界重新审视银河系内重元素的形成与演化过程。
据介绍,磷、氯、氩、钾、钙等元素在地球生命活动和工业生产中具有不可替代的作用。传统理论认为,这些重原子核既可能源自恒星演化过程,也可能由铁等更重原子核在星际空间碰撞碎裂产生。由于此前实验数据匮乏,科学界对这些元素的宇宙线性质认知存在诸多空白。此次AMS项目的突破性发现,为验证相关理论模型提供了关键实验依据。
