在宇宙大爆炸的實驗物理條件下，德國科學家證實了鋰元素起源的假說。在天體物理學的領(lǐng)域有一個未完全解答的棘手問題，物理學家稱之為鋰元素起源的謎題，根據(jù)現(xiàn)有的科學理論預(yù)測，在宇宙大爆炸的條件下，極早期宇宙產(chǎn)生了一定數(shù)量的鋰元素，然而，鋰元素預(yù)測的數(shù)量與對恒星實際的觀測數(shù)量不符，科學家對此感到困惑不解，理論預(yù)測和實際觀測的數(shù)量至少有一個是錯誤的，現(xiàn)在，德國科學家解答了理元素的“身世之謎”，理論的預(yù)測和計算結(jié)果是正確的，他們在意大利格蘭薩索山區(qū)的地下實驗室進行了實驗研究，第一次用物理實驗方法解答了鋰元素的謎題。

位于德累斯頓—羅森多夫的赫爾姆霍茲研究中心（HZDR）的科學家組成了一支國際化的科學團隊，他們確定了宇宙學研究的主題：極早期的宇宙制造了多少鋰元素?？茖W團隊的實驗成果發(fā)表在新一期的《物理評論通訊》雜志。在天體物理學的研究領(lǐng)域，鋰、氫和氦是三個特殊的元素，它們是在宇宙的第一顆恒星誕生之前產(chǎn)生的，換言之，鋰、氫和氦元素不是在恒星內(nèi)部發(fā)生的核合成產(chǎn)物，它們產(chǎn)生于極早期的宇宙大爆炸。按照宇宙學標準模型的解釋，三種特別的元素是在宇宙極早期的大爆炸原初核合成中產(chǎn)生的，宇宙的年齡在三個元素創(chuàng)生時只有幾分鐘，極早期宇宙好像一個“宇宙蛋”。

質(zhì)子和中子在合并過程中產(chǎn)生了三個特殊的元素，在德國原子核天體物理學的地下實驗室（LUNA），國際科學團隊使用核合成的方法制造了鋰元素，他們在實驗條件下再現(xiàn)了鋰元素誕生時“鳳凰涅槃”的場景。去年，在德累斯頓工業(yè)大學獲得博士學位的邁克爾·安德斯是項目團隊的主要成員，科研項目得到了德國研究基金的資助，赫爾姆霍茲中心（HZDR）的丹尼爾·本默拉博士擔任項目團隊的負責人。在意大利格蘭薩索山區(qū)的地下實驗室，科學團隊的研究人員使用氦原子核轟擊重氫（氘）原子核，盡可能實現(xiàn)類似于宇宙大爆炸的最大能量，從實驗中獲取了鋰元素數(shù)量的數(shù)據(jù)，實驗結(jié)果再次證實了宇宙大爆炸理論。

然而，理論預(yù)測和實際觀測的數(shù)值有差異，研究人員初步判斷，實際的宇宙觀測有偏差，發(fā)現(xiàn)偏差的原因至關(guān)重要，丹尼爾·本默拉解釋說，科學家第一次在實驗室的環(huán)境模擬了宇宙大爆炸的能量強度，從中發(fā)現(xiàn)了元素鋰—6，由三個中子和三個質(zhì)子組成，它是最穩(wěn)定的鋰元素的同位素之一。鋰—7比鋰—6多了一個中子，2006年，科學家證實了鋰—7，在LUNA機構(gòu)任職的丹尼爾·本默拉研究了同位素鋰—7。一系列的研究成果可能破解鋰元素的存在謎題，實驗成果證實了天體物理學概念的原初核合成理論，她們終于找到了迷失或“失聯(lián)”的元素鋰—6。

天文學家在多次的觀測結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，最古老的銀河系僅包含了比理論預(yù)測數(shù)值低一半的鋰元素物質(zhì)。對元素鋰—7含量的測定十分清晰地表示，在被觀測恒星得內(nèi)部含有更多的鋰—6，根據(jù)LUNA機構(gòu)發(fā)布的實驗數(shù)據(jù)，很有必要對恒星的鋰元素含量重新檢測。未來的觀測結(jié)果可能發(fā)現(xiàn)不同尋常的、高集中度的鋰元素?？茖W家分享了最新的研究成果，有助于化解人們對宇宙大爆炸原初核合成理論的諸多疑問?？茖W團隊制定了下一階段的實驗計劃，位于德國德累斯頓的地下實驗室將會投入使用。

國際科學團隊使用了位于意大利格蘭薩索山區(qū)的實驗室（LUNA），它的地理位置十分特殊，1400米厚的堅硬巖石構(gòu)成了防護層，厚實堅固的防護層排除了宇宙射線對實驗儀器的輻射干擾，實驗儀器裹上了一層很厚的鉛材料層，鉛隔離層的功能是確保了原子核產(chǎn)生極其稀少的相互作用?？茖W團隊計劃在明年運行位于德累斯頓的實驗加速器，實驗儀器同樣有堅硬巖石層的保護，避免了自然輻射的影響。之前的實驗室位于一個地下酒窖，埋藏的深度僅為45米。新加速器的強度提高了12倍，在更高能級上擴大了實驗的范圍。國際科學團隊對元素合成實驗抱有樂觀和必得的信念。

（編譯：2014-9-4）