在实验室环境创造出太阳参数的物理条件，科研人员第一次在实验基础上修正了有关的物理参数。光子从太阳核心穿越到太阳表面，但如何定量地描述铁元素在光线穿越过程中发挥的关键性作用？科研人员发现，在实验和理论数据之间有明显的偏差。在一项达到太阳内部温度的实验中，桑迪亚国家实验室Z机器部门的科研人员确定了铁元素在太阳内部热辐射传导过程中所发挥的作用，它们第一次在实验条件下确定了铁元素的作用，铁元素约束了热核能量从太阳中心向太阳辐射带边缘的传递，太阳辐射带位于太阳内核和太阳外层对流区域之间。

铁元素的功能比以往的理论推测更为强大，实验数据填补了理论的“缺口”。根据太阳物理的标准模型，天体物理学家推算了铁元素功能的理论参数，他们开发了太阳物理学的标准模型，它是分析恒星行为的理论基础。从实验研究中获取了铁元素的非传导性参数，铁元素实质性的阻挡作用延缓了光子在太阳内部的传播，发源于太阳深层区域的辐射能量传递到了太阳表面，而氢元素的核聚变反应产生了太阳核心的辐射能量。

当物质元素吸收光能量的功能下降时，辐射能量更容易从太阳核心传递到太阳的辐射表面。在太阳的模型预测和实际观测的结果之间出现了偏差，观测的结果以太阳不同区域温度和密度的变化值为依据，为了理论模型和实际观测的结果保持一致，科学家致力于在两者之间重新建立平衡的机制，或者是物质元素抵抗辐射传递的功能下降，比如：减少物质元素的数量，或者是重新考虑太阳物理模型的有效性。

多名成员组成的实验团队进行了长达十年勤奋而艰苦的实验，他们终于发现，铁元素物质的非传导性功能增加了30%到400%。天体物理学家以往使用的参数偏低，他们低估了与波长有关的非传导性铁元素物质的作用。理论模型与观测数据产生了偏差，这反映了铁元素的非传导性随着能量辐射波长的变化而变化，铁元素物质的非传导性几乎提高了一半，非传导性的上升幅度化解了太阳热辐射传递的难题。铁元素是一种吸能物质，其它元素也有非传导性的功能，在分析恒星如何传递能量的功能时，铁元素在其中发挥了关键的作用。

获取准确的实验数据十分困难，主要是对恒星内部探测的艰难性，恒星的核心是宇宙天体中最神秘的部位。恒星核心有不透明性，遥远的恒星探测器无法探视恒星内部的核反应，恒星核心区域温度极高，探测器几乎不能进入恒星的“火炉”，几乎难以从实验室的条件模拟太阳物理的环境，物理学家描述了将原子嵌入到太阳等离子体的机制，它们吸收了太阳的辐射能量，然而，人们从未进行过实验的检验，只是从理论上认识到诸如铁元素等物质对能量的吸收作用影响了太阳辐射能量的传递过程，从太阳核心区的热核反应中产生的辐射能量传递到了太阳的外层区域。

科学团队在称之为Z机器装置中创造了几乎和太阳内部同样的温度和密度条件，实验方式最大地影响了理论预测和实验结果之间的差异，能量传导占主导性的边缘区域足够大，辐射传递的持续时间足够长，传导的均匀性足够好，从而为精确测定创造了条件。科学团队在实验条件的基础上检测了铁元素的非传导性。

铁是少数几个在辐射能量传导过程中发挥最大作用的物质元素，在太阳内部所有丰富的元素中最为重要，铁元素有最多数量的“绑定电子”，高质子数和电子数决定了铁元素在辐射能量传递的过程中起到的关键作用，铁元素在太阳模型的能量输出中发挥了最大的影响效应，然而，铁元素作为一种非传导性的修正值，以解决理论推导和实际观测之间差异性，有些科学人士表达了不同的看法。

科学团队无论做什么，都不能得到所有不同条件的测量结果，有20种吸收辐射能量的物质元素，铁元素只是其中的一种，温度和密度浮动的范围很大，科学团队重点考察了铁元素的功能，主要考虑了铁元素复杂的电子结构，这对铁元素在太阳物理学的重要性产生了启发，太阳是检测的样本，这为开发恒星的物理模型创造了类比条件。由于缺少实验检测的结果，人们不知现有的太阳物理模型是否准确，不完全了解太阳内部的机理，也不完全理解其它恒星内部的活动，在恒星理论和实验的研究有不确定性因素。

科学团队的实验项目得到了政府科学基金的帮助，桑迪亚国家实验室的Z机器创造了“人造太阳”，它的内部温度相当于210万度，嵌入其中的小样品只有大约一颗沙粒的大小，在高温、高密的实验条件进行了理论物理学家期待的实验，科学团队取得了第一手数据，为了解铁原子在太阳内部的作用机理提供了实验的基础。最近的实验项目涉及到各种元素的组合，科学团队将铁元素和镁元素进行混合，使用塑料和铍元素物质将混合元素的物质进行包裹和填塞，穿透了填塞物的能量辐射将铁和镁元素的混合物质加热，填塞物受热膨胀，塑料外层限制了填塞物的膨胀，这使得填塞物保持了良好的均匀性，有利于对原子非传导性的测量，而镁原子提供了有关温度和密度的信息。

（编译：2015-1-9）

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