宇宙射線，一種來自外太空的高能粒子，一個(gè)多世紀(jì)以來一直吸引著科學(xué)家。了解它們的組成和起源有助于揭示劇烈的天體物理過程和宇宙中物質(zhì)的誕生。在這些宇宙成分中，氘核占據(jù)著特殊的位置。它們的豐度和性質(zhì)為我們了解這些粒子到達(dá)地球之前的路徑提供了重要線索。

安裝在國際空間站上的最先進(jìn)粒子探測器阿爾法磁譜儀 (AMS) 徹底改變了我們對宇宙氘核的理解。最近，一篇發(fā)表在《物理評論快報(bào)》的論文，給出了多年來AMS所收集到的結(jié)果。

氘核由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合而成，與更豐富的同類質(zhì)子和氦核（α粒子）相比，氘核在宇宙射線中是稀缺的。這種稀缺性主要?dú)w因于它們的脆弱性。在星際旅程中，氘核可以很容易地與其他粒子相互作用，導(dǎo)致它們被破壞。

傳統(tǒng)上，宇宙氘核被認(rèn)為主要是次級粒子，由更高能量的質(zhì)子與星際介質(zhì)碰撞產(chǎn)生。然而，AMS所收集的數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)了這一長期以來的信念。AMS前所未有的精度在于它能夠根據(jù)動量和電荷區(qū)分不同類型的粒子。憑借收集超過十年的龐大數(shù)據(jù)集，涵蓋超過2100萬個(gè)氘核，AMS揭示了令人驚訝的特性。

最重要的發(fā)現(xiàn)之一是宇宙氘核通量中存在相當(dāng)大的原級成分。這意味著這些氘核中有相當(dāng)一部分以原始的、未經(jīng)處理的形式來自它們的源區(qū)域，而不僅僅是星際碰撞的產(chǎn)物。

AMS還闡明了氘核在時(shí)間和不同能量范圍內(nèi)的行為。實(shí)驗(yàn)表明，氘核通量的時(shí)間變化與質(zhì)子和氦核的時(shí)間變化密切相關(guān)。這表明這些粒子具有共同的起源或加速機(jī)制。

此外，AMS還研究了氘核通量的剛性依賴性。剛性是一種結(jié)合動量和電荷的度量，反映了粒子穿透磁場的能力。對于高于一定能量閾值（約為 13 GV）的氘核，觀察到的剛性依賴性與質(zhì)子的剛性依賴性非常相似。這種意想不到的相似性暗示了這些粒子的產(chǎn)生和傳播機(jī)制之間可能存在聯(lián)系。

通過分析剛性依賴性并使用獨(dú)立于宇宙射線傳播模型的方法，AMS科學(xué)家能夠量化氘核通量中的原級和次級成分。他們的估計(jì)表明，大約9.4%的氘核通量起源于原級成分，相當(dāng)于 9.4%的氦-4通量。這個(gè)值比以前預(yù)期的要高得多。此外，發(fā)現(xiàn)次級成分與氦-3的通量密切相關(guān)，氦-3是星際碰撞的另一種產(chǎn)物。

發(fā)現(xiàn)宇宙氘核中的可觀原級成分挑戰(zhàn)了我們目前對宇宙射線起源和傳播的理解。它為探索這些粒子產(chǎn)生的環(huán)境打開了令人興奮的可能性。潛在的來源包括恒星過程，例如大質(zhì)量恒星中的核合成，或脈沖星等奇特物體。

對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)分析以及未來可能出現(xiàn)更大的數(shù)據(jù)集，可以幫助我們更細(xì)致地了解氘核的性質(zhì)。此外，通過將這些發(fā)現(xiàn)與其他宇宙射線核的行為進(jìn)行比較，科學(xué)家可以構(gòu)建更全面的宇宙射線加速和傳播圖景。(www.Ws46.com)