ä¸è¼å ¨æ¸ - The Chinese University of Hong Kong
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164 通 識 教 與 學<br />
數 A=8 的 鈹 原 子 核<br />
84 Be*, 這 原 子 核 在 2.6×10 -16 秒 內 便 會 蛻 變 , 但 在 高<br />
溫 、 高 壓 的 恆 星 內 部 , 總 有 一 些 能 夠 捕 捉 第 三 顆 α 粒 子 , 產 生 碳 原 子<br />
12<br />
核 C(Salpeter, 1952):35<br />
6<br />
2 4 2 He→8 4 Be* + γ<br />
4<br />
2 He + 8 4 Be*→12 6 C + γ<br />
霍 伊 爾 認 為 薩 彼 得 理 論 中 的 第 二 部 分 應 該 改 寫 成 激 發 的 碳 原 子 核<br />
( 12 6 C*), 隨 即 放 出 γ 射 線 , 變 成 常 態 的 碳 原 子 核<br />
126 C,36 即<br />
4<br />
2 He + 8 4 Be*→12 6 C*→12 6 C + γ<br />
「 激 發 態 」(excited state) 碳 原 子 核<br />
126 C* 的 存 在 , 令 反 應 的<br />
速 率 增 加 幾 個 數 量 級 , 也 是 解 釋 氦 、 碳 和 氧 的 宇 宙 豐 度 (cosmic<br />
abundance) 的 關 鍵 。 霍 伊 爾 當 時 在 加 州 理 工 學 院 (California Institute<br />
<strong>of</strong> Technology) 訪 問 , 向 佛 敖 勒 (W. A. Fowler) 和 威 靈 (W. Whaling)<br />
詳 述 了 這 一 要 點 , 37 後 者 的 實 驗 結 果 驗 證 了 激 發 態 碳 原 子 核 的 存 在 ,<br />
並 與 霍 伊 爾 的 預 測 值 幾 乎 完 全 吻 合 (Fowler, 1983)。 38 佛 敖 勒 對 天 文<br />
物 理 作 了 巨 大 的 貢 獻 , 他 量 度 了 在 低 能 量 下 多 種 核 反 應 的 效 率 , 解 釋<br />
了 星 體 釋 放 能 量 的 過 程 , 為 這 方 面 元 素 產 生 的 定 量 研 究 奠 定 堅 實 的 基<br />
礎 (Unsöld & Baschek, 2002, p. 292)。<br />
35 γ 代 表 電 磁 輻 射 , 而 「*」 是 「 激 發 態 」 的 標 誌 , 意 指 處 於 激 發 態 的 原 子 核 擁 有 過 量<br />
的 能 。<br />
36 質 量 數 =12, 原 子 序 =6, 激 發 的 碳 原 子 核 。 需 要 放 光 (γ 射 線 ) 才 可 以 變 成 正 常 的<br />
12<br />
6 C 原 子 核 。<br />
37 佛 敖 勒 (1911–1995), 美 國 核 子 天 體 物 理 學 家 , 獲 頒 1983 年 諾 貝 爾 物 理 學 獎 。 威 靈<br />
(1923– 現 在 ),1949 年 在 加 州 理 工 學 院 任 研 究 員 (research fellow)。<br />
38 激 發 態 碳 原 子 核 比 常 態 的 能 量 高 7.654MeV。1MeV( 百 萬 電 子 伏 特 )= 1.6×10 -13<br />
焦 耳 。