核为大者 | 加速吧！JUNA

在四川凉山州的锦屏山深处

一场探寻宇宙诞生与演化奥秘的

科研征程

正紧张有序地进行

锦屏深地核天体物理实验项目

（JUNA）

这个由中国原子能科学研究院牵头

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

开展的科研项目

正逐步揭开宇宙元素合成的

神秘面纱

“我们做基础研究，只有第一，没有第二。”中国原子能科学研究院研究员、南方科技大学教授、JUNA（锦屏深地核天体物理实验）项目首席科学家柳卫平的话语，道出了核天体物理探索的艰难与挑战。

1995年，柳卫平在原子能院地面加速器实验中察觉到数据异常，噪声信号的叠加致使反应概率测算出现百倍偏差。这次挫折促使他深刻认识到，要精准测量核反应，必须找到能屏蔽宇宙射线干扰的环境，从而开启了深地实验的探索之旅。

为寻觅理想的深地实验场所，柳卫平团队曾远赴意大利，加入当地的实验项目。然而，外方提出“不能在发表文章上署名”的限制，这让团队成员深感刺痛，也更加坚定了他们自主开展深地实验的决心。

2012年，柳卫平踏入锦屏山2400米深的隧道，瞬间被这里的环境震撼。头顶厚实的岩层能够屏蔽百万伽马射线，为打造模拟恒星内部环境的“迷你小宇宙”提供了绝佳条件。此时，团队明确了JUNA项目的核心目标——攻克核天体物理的“圣杯”反应——12C (α,γ) 16O反应。这一反应在宇宙碳氧元素合成过程中起着关键作用，对理解大质量恒星的演化和元素起源意义重大，但因其测量难度极高，成为世界核天体物理学界半个多世纪以来难以逾越的高峰。

2020年，时间紧迫，倒计时的钟声成为JUNA团队冲锋的号角。锦屏大设施计划于2021年6月启动改造工程，这意味着团队必须在半年内完成实验，否则将错失先机，被国际同行超越。“愿不愿意跟我拼一把，把锦屏工作写入原子能院院史？”柳卫平的动员令点燃了团队成员的斗志。他们凭借顽强的毅力和精湛的技术，创造了“两个月安装加速器并出束”的奇迹。2020年10月开始动工，仅仅两个月后的12月，加速器便成功出束，这一速度连国际同行都惊叹不已，称“地面加速器都难以做到如此迅速”。

锦屏山隧道内温度常年维持在5~10摄氏度，科研人员只能身披军大衣，在寒冷中昼夜不停地调试设备。为满足实验需求，加速器长期运行在极限状态，团队成员的体力也在高强度的工作中濒临极限。而“圣杯”反应发生的概率极低，如同在浩瀚大海中寻找一根针，每天获取的数据量稀少得令人绝望。

面对如此困境，柳卫平以“隧道合龙”作比喻激励团队：“我们只要再坚持一下，就能看到胜利的曙光。”在他的鼓舞下，团队成员咬牙坚持，不断优化实验方案，最终将实验灵敏度推向了世界领先水平，使中国成为世界上第三个具备深地核天体物理实验能力的国家。

JUNA团队的不懈努力收获了累累硕果。自2021年1月起，他们在深地环境中相继完成了多项关键实验，成果显著。

在25Mg (p,γ) 26Al反应研究中，团队实现了国际最高精度的测量。20世纪80年代，天文观测在银河系星际介质中发现大量26Al，其含量约为3倍太阳质量。而26Al的寿命不足一百万年，早期产生的26Al早已衰变殆尽，因此银河系中如此多26Al的来源成为天体物理领域的研究热点。25Mg (p,γ) 26Al反应是恒星中产生26Al的关键反应，JUNA实验对该反应中起决定性作用的92keV共振实现了国际最高精度测量，实验结果作为国际物理学顶级期刊《科学通报》的封面成果发表，引起了国际学界的广泛关注。

对于19F (p,αγ) 16O反应，JUNA实验也取得了重大突破，首次将测量范围拓展到天体物理能区，获得了国际上最精确的反应率数据。19F(p,αγ) 16O反应是AGB星演化中的关键问题，目前天文观测发现AGB星中存在氟超丰现象，其氟丰度比太阳系高出几十甚至上百倍，而标准恒星模型无法解释这一现象。JUNA实验的精确测量结果，为解决氟超丰问题提供了关键数据，相关成果发表于《物理评论快报》（《Physical Review Letters》）并获编辑推荐。

在13C(α,n) 16O反应研究方面，团队同样取得了重要进展。该反应测量能量范围首次完整覆盖天体物理i-过程能区，澄清了过去直接测量数据存在3倍分歧的问题，为相关领域的研究提供了可靠的数据支撑。

而对于备受瞩目的“圣杯”反应——12C (α,γ) 16O反应，JUNA团队的测量达到了国际最低能量，接近天体物理能区，实现了反应测量的最高灵敏度，向着摘取“圣杯”迈出了坚实的一步。

2022年，JUNA合作组再次取得重大突破。团队依托JUNA装置，对关键核天体反应19F (p,g) 20Ne进行反应截面直接测量，将测量范围推进到世界最低能区，并发现新共振，成功解释了宇宙中已知最古老恒星（SMSS0313 - 6708）的钙丰度起源问题，相关成果发表于《自然》期刊。这不仅是我国核物理研究平台上发表的第一篇《自然》文章，更是标志着我国核天体物理研究在国际舞台上从“跟跑”逐步迈向“领跑”。

如今，JUNA团队在国际主流会议上频繁受邀作大会报告，这在过去我国核天体物理研究处于“跟跑”阶段时是难以想象的。柳卫平常以“太阳系如原子”的比喻启发青年学者：“衡量对科研热爱程度的标准，是愿意不计时间成本地深入思考。”

在他的带领下，JUNA 团队从最初的寥寥数人发展到如今的40余人，团队规模不断壮大。目前，团队正全力推进加速器升级与探测器阵列更新工作，向“圣杯”反应的终极突破发起冲击。

在锦屏山的岩层深处，JUNA团队犹如一群执着的追光者，他们凭借坚定的信念、卓越的智慧和无畏的勇气，不断突破科学难题，在探索宇宙奥秘的道路上留下了坚实的脚印。他们的故事，激励着更多科研工作者投身于基础科学研究，为推动人类对宇宙的认知边界不断拓展贡献力量。

加速吧，JUNA！

向着解开宇宙元素合成之谜的

宏伟目标

全速启航！

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作者 | 连敏 赵宇晗

海报 | 韩建超

责编 | 邢泓琳

主编 | 刘洋

审校 | 李春平

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