物理學和化學中的一個大問題是：從鐵到鈾的重元素是如何產生的？美國能源部阿貢國家實驗室的阿貢串列直線加速器系統(ATLAS)正在升級，具有新的功能，以幫助找到這個問題和許多其他問題的答案。在美國能源部位於阿貢的五個科學辦公室用戶設施中，ATLAS是壽命最長的。ATLAS主任蓋伊·薩瓦德說：ATLAS成立於1978年，它正在不斷變化和發展新的技術進步，並對新出現的研究機會做出回應。
ATLAS現在正在裝備一個“N=126工廠”，計劃在今年晚些時候上線，這種新能力很快就會產生由126箇中子組成的重原子核束流。這在一定程度上是因為增加了一個冷卻光束的聚束器，它可以冷卻光束並將其從連續轉變為聚束。幾十年來，ATLAS一直是美國領先的核結構研究設施，也是為核結構和天體物理研究提供穩定束流的世界領先設施。
ATLAS可以加速橫跨元素的束流，從氫到鈾，再到高能，然後它將它們撞擊到研究各種核結構的目標上。自成立以來，ATLAS匯聚了世界領先的科學家和工程師，解決了核物理和天體物理中一些最複雜的科學問題。特別是，它在確定原子核的性質、物質的核心和恆星的燃料方面發揮了重要作用。即將到來的“N=126工廠”將產生具有“魔數”中子126的原子核光束。物理學有七個幻數：2、8、20、28、50、82和126。
具有這些數目的中子或質子的原子核非常穩定，這種穩定性使它們成為一般研究目的的理想選擇。ATLAS的科學家將產生N=126個原子核，以測試一個占主導地位的天體物理學理論，即在大質量恆星爆炸、坍塌和中子星碰撞期間，中子的快速捕獲是大約一半重元素從鐵到鈾形成的原因。N=126工廠將加速由具有82箇中子氙同位素組成的束流進入由具有120箇中子的鉑同位素組成的靶。
由此產生的碰撞，將把氙束中的中子轉移到鉑靶中，產生具有126箇中子的同位素，並接近這個數量。非常重的大量中子同位素被送到實驗站進行研究。ATLAS計劃中的研究，將提供第一批關於大約126箇中子的富中子同位素的數據，應該會在理解恆星演化的最後一個階段，即重元素的形成方面發揮關鍵作用，這些研究和其他研究將使ATLAS保持在科學前沿。
N=126工廠的建築師包括Savard，以及Maxime Brodeur(聖母大學)、Adrian Valverde(與馬尼托巴大學聯合任命)、Jason Clark(與馬尼托巴大學聯合任命)、Daniel Lascar(西北大學)和Russell Knaack(Argonne物理部)。研究人員在《物理研究中的核儀器和方法B》期刊上發表了兩篇論文：N=126工廠：一種生產超重中子丰度同位素的新設施和阿貢國家實驗室N=126工廠的冷卻器聚束器，進行了詳細說明。
博科園｜研究/來自：阿貢國家實驗室
參考期刊《物理研究中的核儀器和方法B》
DOI: 10.1016/j.nimb.2019.05.024
博科園｜科學、科技、科研、科普
關注【博科園】看更多大美宇宙科學
閱讀更多 博科園 的文章
