来自太阳和其他恒星的大部分能量来自一连串的核聚变反应。该链的末端以质子与铍 7 融合形成硼 8 为标志。这个过程是确定到达地球的高能太阳中微子流动的关键。

这些反应在太阳内部发生的低能量条件几乎不可能在地球上的实验室中重现。因此，科学家们依靠理论计算来推断这些核反应的速率，这些核反应可以从他们可以在地球上以更高能量进行的实验中推断出来。但是，在执行这些推断时存在不确定性的风险。一种新的协议大大降低了这种不确定性。

关于这一主题的研究论文发表在《物理快报B》杂志上。

新协议为科学家提供了一种更好的工具，可以使用在较高能量下进行的实验数据来确定质子与铍-7在低能量下的融合速率。结果在统计上与当前推荐值一致。它还将不确定性降低了五倍。

将来，这种改进将与太阳中其他临界反应速率的类似改进相结合。这将转化为基于标准太阳模型的更准确的预测。这个太阳模型描述了太阳和其他恒星如何随时间变化。最终结果将是提高对中微子特性和太阳内部的理解，通过高精度测量中微子如何在太阳中形成然后移动到地球的实验。

在这项研究中，研究人员对铍-7加质子系统进行了广泛的分析，并在具有连续体的无核壳模型的框架内为其聚变横截面提供了量化的不确定性预测，这是一种第一性原理方法，描述了轻原子核的结构和反应特性。使用来自手性有效场论的各种双核子和三核子相互作用以及手性膨胀的多阶，为这种量子色动力学的低能有效理论所描述的系统的普遍性质打开了一扇窗。

因此，研究人员已经证明了预测捕获率的基本特征，能够将理论计算和测量相结合，以产生评估的质子-铍-7天体物理捕获率S17 = 19.8±0.3 eV b，这与不确定性中的当前推荐值一致，但误差线小了5倍。

研究人员预计，将预测计算和通过这项工作建立的实验数据相结合的新协议将为在实验测量不可行的地区评估轻离子天体物理反应设定新标准。例如，该协议将有助于研究氦-3与氦-4的聚变以及太阳中氮-14上质子的捕获。