基于多年来在锦屏深地核天体物理实验(JUNA)平台上取得的重要成果,近日,中国原子能科学研究院核物理研究所锦屏深地核天体物理实验团队受邀在国际核物理与粒子物理权威综述期刊《核与粒子科学年鉴》(Annual Review of Nuclear and Particle Science,2024年度影响因子8.4),发表长篇综述文章《锦屏深地核天体物理实验平台进展》。中国科学院院士、锦屏深地核天体物理实验首席科学家、原子能院柳卫平研究员为第一作者,原子能院郭冰、李志宏、连钢研究员,以及复旦大学何建军教授、中国科学院近代物理研究所唐晓东研究员、匈牙利科学院院士Maria Lugaro为共同作者。

文章回顾了锦屏深地核天体物理实验平台的发展与成就,重点介绍了由该平台开展的伽莫夫窗口能区内的深地核天体物理直接测量实验成果,并对未来发展计划进行了概述。
核天体物理是核物理与天体物理交叉融合形成的国际热点研究方向,主要运用核物理知识和规律阐释宇宙中各种化学元素及其同位素合成的过程、时间、物理环境及丰度分布,以及核过程对恒星结构及演化进程的影响。其中,关键核反应的截面对天体元素的合成和能量产生具有重要影响。由于这些核反应在天体物理能区截面极低,直接测量十分困难,因此在宇宙通量低、实验环境更纯净的深地实验室,开展核反应的直接精确测量,成为国际公认的核天体物理前沿课题。

锦屏深地实验室核天体物理实验装置
锦屏深地核天体物理实验平台始建于2015年,位于目前世界上最深的地下实验室——锦屏山地下2400米处的中国锦屏地下实验室内。为更好开展核天体物理关键反应直接测量研究,原子能院牵头联合中国科学院近代物理研究所、北京师范大学等国内外优势力量,在国家基金委、中核集团、中国科学院以及清华大学、雅砻江公司的大力支持下,取得了一系列具有国际影响力的重要科学成果。
2021年,锦屏深地核天体物理实验首批成果发布,包含4个核天体物理关键反应实验研究,标志着我国核天体物理实验研究步入了国际先进行列,我国成为世界上第三个具备开展深地核天体物理研究能力的国家。2022年,项目最新研究成果发表于国际顶级学术期刊《自然(Nature)》,进一步证明了我国已全面具备进行深地核天体物理研究的能力。2024年底,锦屏深地核天体物理实验平台完成升级改造,即将开始第二批实验工作,向着核天体物理“圣杯”反应等关键科学问题继续发起冲击。