宇宙中95%以上的可見物質都處于等離子體狀態，在星體、超新星遺跡、星系、行星狀星云、X射線雙星和活動星體核等研究中都涉及到等離子體過程。在天體等離子體內部發生的各類過程中，電子與各類電荷態離子主要的碰撞反應通道包括電子離子復合、電子碰撞電離和電子碰撞迸發，其中電子離子幅射復合RR()和雙電子復合DR(ation)是最基本和最重要的原子過程。因而，對各類電荷態離子的幅射復合RR和雙電子復合DR反應速度系數的實驗室精密檢測是理解天體等離子體行為的先決條件。據悉，電子和離子的反應速度系數是了解等離子體演變動力學和等離子體建模的重要基礎數據，不同水溫下的復合反應速度決定著等離子體的性質，對深入認識天體等離子體和聚變等離子體等基礎研究具有重要價值。
近日，中國科大學近代化學所馬新文研究員課題組的科研人員借助成都重離子加速器國家實驗室的重離子冷卻存儲環CSRm首次舉辦了類鈹+離子的雙電子復合精密譜學實驗。實驗中除了檢測到了2s2→2s2p的所有雙電子復合DR共振躍遷，還觀測到了特別強的2s2→2p2三電子復合TR（）奇特躍遷的貢獻。據悉近代物理實驗，實驗還首次得到了專門用于天體等離子體模型的等離子體速度系數，而且與不同的理論模型進行了對比。本次實驗結果表明三電子復合TR在電子離子復合低能段的貢獻甚至超過DR，澄清了不同理論模型的適用范圍，為天體等離子體模型提供了基準數據，但是為在重離子冷卻存儲環CSRe上和未來小型重離子加速器裝置HIAF上舉辦高電荷態離子雙電子復合精密譜學實驗舉辦原子化學和核化學交叉前沿研究奠定了基礎。
研究成果發表在國際知名的天體化學刊物《The》上（.J.Suppl.S235.1(2018):2）。該研究的合作單位包括中國科學技術學院近代物理實驗，清華學院，美國吉森學院，美國斯特拉斯克萊德學院等，文章鏈接：
研究工作得到了科技部重點研制計劃，國家自然科學基金項目，中科院戰略性先導科技專項B和中科院重點前沿項目和中科院青年創新推動會的支持。
圖1：實驗檢測得到的+離子的DR速度系數（藍色點線）和理論估算結果隨著相對碰撞能量的變化關系，質情系下的能量范圍為0-60eV,覆蓋了2s2電子的所有的?n=0的雙電子復合（2s2→2s2p,1P1,3P0,1,2）以及部份三電子復合（2s2→2p2,1S0,1D2,3P0,1,2）共振躍遷，對應的躍遷能量在圖中用短線所標示。
圖2：實驗得到等離子體速度系數隨著氣溫的變化關系（藍色陰影部份）和不同理論模型估算結果的對比。實驗結果與和FAC理論估算結果符合較好，提供了天體等離子體模型須要的基準數據。