在實驗室環(huán)境創(chuàng)造出太陽參數的物理條件，科研人員第一次在實驗基礎上修正了有關的物理參數。光子從太陽核心穿越到太陽表面，但如何定量地描述鐵元素在光線穿越過程中發(fā)揮的關鍵性作用？科研人員發(fā)現，在實驗和理論數據之間有明顯的偏差。在一項達到太陽內部溫度的實驗中，桑迪亞國家實驗室Z機器部門的科研人員確定了鐵元素在太陽內部熱輻射傳導過程中所發(fā)揮的作用，它們第一次在實驗條件下確定了鐵元素的作用，鐵元素約束了熱核能量從太陽中心向太陽輻射帶邊緣的傳遞，太陽輻射帶位于太陽內核和太陽外層對流區(qū)域之間。

鐵元素的功能比以往的理論推測更為強大，實驗數據填補了理論的“缺口”。根據太陽物理的標準模型，天體物理學家推算了鐵元素功能的理論參數，他們開發(fā)了太陽物理學的標準模型，它是分析恒星行為的理論基礎。從實驗研究中獲取了鐵元素的非傳導性參數，鐵元素實質性的阻擋作用延緩了光子在太陽內部的傳播，發(fā)源于太陽深層區(qū)域的輻射能量傳遞到了太陽表面，而氫元素的核聚變反應產生了太陽核心的輻射能量。

當物質元素吸收光能量的功能下降時，輻射能量更容易從太陽核心傳遞到太陽的輻射表面。在太陽的模型預測和實際觀測的結果之間出現了偏差，觀測的結果以太陽不同區(qū)域溫度和密度的變化值為依據，為了理論模型和實際觀測的結果保持一致，科學家致力于在兩者之間重新建立平衡的機制，或者是物質元素抵抗輻射傳遞的功能下降，比如：減少物質元素的數量，或者是重新考慮太陽物理模型的有效性。

多名成員組成的實驗團隊進行了長達十年勤奮而艱苦的實驗，他們終于發(fā)現，鐵元素物質的非傳導性功能增加了30%到400%。天體物理學家以往使用的參數偏低，他們低估了與波長有關的非傳導性鐵元素物質的作用。理論模型與觀測數據產生了偏差，這反映了鐵元素的非傳導性隨著能量輻射波長的變化而變化，鐵元素物質的非傳導性幾乎提高了一半，非傳導性的上升幅度化解了太陽熱輻射傳遞的難題。鐵元素是一種吸能物質，其它元素也有非傳導性的功能，在分析恒星如何傳遞能量的功能時，鐵元素在其中發(fā)揮了關鍵的作用。

獲取準確的實驗數據十分困難，主要是對恒星內部探測的艱難性，恒星的核心是宇宙天體中最神秘的部位。恒星核心有不透明性，遙遠的恒星探測器無法探視恒星內部的核反應，恒星核心區(qū)域溫度極高，探測器幾乎不能進入恒星的“火爐”，幾乎難以從實驗室的條件模擬太陽物理的環(huán)境，物理學家描述了將原子嵌入到太陽等離子體的機制，它們吸收了太陽的輻射能量，然而，人們從未進行過實驗的檢驗，只是從理論上認識到諸如鐵元素等物質對能量的吸收作用影響了太陽輻射能量的傳遞過程，從太陽核心區(qū)的熱核反應中產生的輻射能量傳遞到了太陽的外層區(qū)域。

科學團隊在稱之為Z機器裝置中創(chuàng)造了幾乎和太陽內部同樣的溫度和密度條件，實驗方式最大地影響了理論預測和實驗結果之間的差異，能量傳導占主導性的邊緣區(qū)域足夠大，輻射傳遞的持續(xù)時間足夠長，傳導的均勻性足夠好，從而為精確測定創(chuàng)造了條件?？茖W團隊在實驗條件的基礎上檢測了鐵元素的非傳導性。

鐵是少數幾個在輻射能量傳導過程中發(fā)揮最大作用的物質元素，在太陽內部所有豐富的元素中最為重要，鐵元素有最多數量的“綁定電子”，高質子數和電子數決定了鐵元素在輻射能量傳遞的過程中起到的關鍵作用，鐵元素在太陽模型的能量輸出中發(fā)揮了最大的影響效應，然而，鐵元素作為一種非傳導性的修正值，以解決理論推導和實際觀測之間差異性，有些科學人士表達了不同的看法。

科學團隊無論做什么，都不能得到所有不同條件的測量結果，有20種吸收輻射能量的物質元素，鐵元素只是其中的一種，溫度和密度浮動的范圍很大，科學團隊重點考察了鐵元素的功能，主要考慮了鐵元素復雜的電子結構，這對鐵元素在太陽物理學的重要性產生了啟發(fā)，太陽是檢測的樣本，這為開發(fā)恒星的物理模型創(chuàng)造了類比條件。由于缺少實驗檢測的結果，人們不知現有的太陽物理模型是否準確，不完全了解太陽內部的機理，也不完全理解其它恒星內部的活動，在恒星理論和實驗的研究有不確定性因素。

科學團隊的實驗項目得到了政府科學基金的幫助，桑迪亞國家實驗室的Z機器創(chuàng)造了“人造太陽”，它的內部溫度相當于210萬度，嵌入其中的小樣品只有大約一顆沙粒的大小，在高溫、高密的實驗條件進行了理論物理學家期待的實驗，科學團隊取得了第一手數據，為了解鐵原子在太陽內部的作用機理提供了實驗的基礎。最近的實驗項目涉及到各種元素的組合，科學團隊將鐵元素和鎂元素進行混合，使用塑料和鈹元素物質將混合元素的物質進行包裹和填塞，穿透了填塞物的能量輻射將鐵和鎂元素的混合物質加熱，填塞物受熱膨脹，塑料外層限制了填塞物的膨脹，這使得填塞物保持了良好的均勻性，有利于對原子非傳導性的測量，而鎂原子提供了有關溫度和密度的信息。

（編譯：2015-1-9）