宇宙中95%以上的可見(jiàn)物質(zhì)都處于等離子體狀態(tài)，在星體、超新星遺跡、星系、行星狀星云、X射線雙星和活動(dòng)星體核等研究中都涉及到等離子體過(guò)程。在天體等離子體內(nèi)部發(fā)生的各類過(guò)程中，電子與各類電荷態(tài)離子主要的碰撞反應(yīng)通道包括電子離子復(fù)合、電子碰撞電離和電子碰撞迸發(fā)，其中電子離子幅射復(fù)合RR()和雙電子復(fù)合DR(ation)是最基本和最重要的原子過(guò)程。因而，對(duì)各類電荷態(tài)離子的幅射復(fù)合RR和雙電子復(fù)合DR反應(yīng)速度系數(shù)的實(shí)驗(yàn)室精密檢測(cè)是理解天體等離子體行為的先決條件。據(jù)悉，電子和離子的反應(yīng)速度系數(shù)是了解等離子體演變動(dòng)力學(xué)和等離子體建模的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不同水溫下的復(fù)合反應(yīng)速度決定著等離子體的性質(zhì)，對(duì)深入認(rèn)識(shí)天體等離子體和聚變等離子體等基礎(chǔ)研究具有重要價(jià)值。
近日，中國(guó)科大學(xué)近代化學(xué)所馬新文研究員課題組的科研人員借助成都重離子加速器國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的重離子冷卻存儲(chǔ)環(huán)CSRm首次舉辦了類鈹+離子的雙電子復(fù)合精密譜學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中除了檢測(cè)到了2s2→2s2p的所有雙電子復(fù)合DR共振躍遷，還觀測(cè)到了特別強(qiáng)的2s2→2p2三電子復(fù)合TR（）奇特躍遷的貢獻(xiàn)。據(jù)悉近代物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)還首次得到了專門(mén)用于天體等離子體模型的等離子體速度系數(shù)，而且與不同的理論模型進(jìn)行了對(duì)比。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明三電子復(fù)合TR在電子離子復(fù)合低能段的貢獻(xiàn)甚至超過(guò)DR，澄清了不同理論模型的適用范圍，為天體等離子體模型提供了基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，但是為在重離子冷卻存儲(chǔ)環(huán)CSRe上和未來(lái)小型重離子加速器裝置HIAF上舉辦高電荷態(tài)離子雙電子復(fù)合精密譜學(xué)實(shí)驗(yàn)舉辦原子化學(xué)和核化學(xué)交叉前沿研究奠定了基礎(chǔ)。
研究成果發(fā)表在國(guó)際知名的天體化學(xué)刊物《The》上（.J.Suppl.S235.1(2018):2）。該研究的合作單位包括中國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院近代物理實(shí)驗(yàn)，清華學(xué)院，美國(guó)吉森學(xué)院，美國(guó)斯特拉斯克萊德學(xué)院等，文章鏈接：
研究工作得到了科技部重點(diǎn)研制計(jì)劃，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)B和中科院重點(diǎn)前沿項(xiàng)目和中科院青年創(chuàng)新推動(dòng)會(huì)的支持。
圖1：實(shí)驗(yàn)檢測(cè)得到的+離子的DR速度系數(shù)（藍(lán)色點(diǎn)線）和理論估算結(jié)果隨著相對(duì)碰撞能量的變化關(guān)系，質(zhì)情系下的能量范圍為0-60eV,覆蓋了2s2電子的所有的?n=0的雙電子復(fù)合（2s2→2s2p,1P1,3P0,1,2）以及部份三電子復(fù)合（2s2→2p2,1S0,1D2,3P0,1,2）共振躍遷，對(duì)應(yīng)的躍遷能量在圖中用短線所標(biāo)示。
圖2：實(shí)驗(yàn)得到等離子體速度系數(shù)隨著氣溫的變化關(guān)系（藍(lán)色陰影部份）和不同理論模型估算結(jié)果的對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與和FAC理論估算結(jié)果符合較好，提供了天體等離子體模型須要的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。