物理学和化学中的一个大问题是：从铁到铀的重元素是如何产生的？美国能源部阿贡国家实验室的阿贡串列直线加速器系统(ATLAS)正在升级，具有新的功能，以帮助找到这个问题和许多其他问题的答案。在美国能源部位于阿贡的五个科学办公室用户设施中，ATLAS是寿命最长的。ATLAS主任盖伊·萨瓦德说：ATLAS成立于1978年，它正在不断变化和发展新的技术进步，并对新出现的研究机会做出回应。
ATLAS现在正在装备一个“N=126工厂”，计划在今年晚些时候上线，这种新能力很快就会产生由126个中子组成的重原子核束流。这在一定程度上是因为增加了一个冷却光束的聚束器，它可以冷却光束并将其从连续转变为聚束。几十年来，ATLAS一直是美国领先的核结构研究设施，也是为核结构和天体物理研究提供稳定束流的世界领先设施。
ATLAS可以加速横跨元素的束流，从氢到铀，再到高能，然后它将它们撞击到研究各种核结构的目标上。自成立以来，ATLAS汇聚了世界领先的科学家和工程师，解决了核物理和天体物理中一些最复杂的科学问题。特别是，它在确定原子核的性质、物质的核心和恒星的燃料方面发挥了重要作用。即将到来的“N=126工厂”将产生具有“魔数”中子126的原子核光束。物理学有七个幻数：2、8、20、28、50、82和126。
具有这些数目的中子或质子的原子核非常稳定，这种稳定性使它们成为一般研究目的的理想选择。ATLAS的科学家将产生N=126个原子核，以测试一个占主导地位的天体物理学理论，即在大质量恒星爆炸、坍塌和中子星碰撞期间，中子的快速捕获是大约一半重元素从铁到铀形成的原因。N=126工厂将加速由具有82个中子氙同位素组成的束流进入由具有120个中子的铂同位素组成的靶。
由此产生的碰撞，将把氙束中的中子转移到铂靶中，产生具有126个中子的同位素，并接近这个数量。非常重的大量中子同位素被送到实验站进行研究。ATLAS计划中的研究，将提供第一批关于大约126个中子的富中子同位素的数据，应该会在理解恒星演化的最后一个阶段，即重元素的形成方面发挥关键作用，这些研究和其他研究将使ATLAS保持在科学前沿。
N=126工厂的建筑师包括Savard，以及Maxime Brodeur(圣母大学)、Adrian Valverde(与马尼托巴大学联合任命)、Jason Clark(与马尼托巴大学联合任命)、Daniel Lascar(西北大学)和Russell Knaack(Argonne物理部)。研究人员在《物理研究中的核仪器和方法B》期刊上发表了两篇论文：N=126工厂：一种生产超重中子丰度同位素的新设施和阿贡国家实验室N=126工厂的冷却器聚束器，进行了详细说明。
博科园｜研究/来自：阿贡国家实验室
参考期刊《物理研究中的核仪器和方法B》
DOI: 10.1016/j.nimb.2019.05.024
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