宇宙中95%以上的可见物质都处于等离子体状态，而天体等离子体存在于各种星际物质中，包括恒星、超新星遗迹、星系、行星状星云、X射线双星和活动星系核等。在天体等离子体内部发生的各种过程中，电子与各种电荷态离子主要的碰撞反应通道包括电子离子复合、电子碰撞电离和电子碰撞激发，其中电子离子辐射复合RR(Radiative Recombination)和双电子复合DR(Dielectronic Recombination)是最基本和最重要的原子物理过程。因此，对各种电荷态离子的辐射复合RR和双电子复合DR反应速率系数的实验室精密测量是理解天体等离子体行为的先决条件。除此之外，电子和离子反应速率系数是了解等离子体演化动力学和等离子体建模的重要基础数据，不同温度下电子离子的复合反应速率决定着等离子体的性质，对于深入认识天体等离子体和聚变等离子体等基础研究具有重要价值。

近期，中国科学院近代物理所马新文研究员课题组的科研人员利用兰州重离子加速器国家实验室的重离子冷却储存环CSRm首次开展了类铍40Ar14+离子的双电子复合精密谱学实验。类铍40Ar14+离子由超导电子回旋共振离子源ECR直接产生，然后在扇聚焦回旋加速器SFC中加速，最终以6.928 MeV/u 的能量注入到CSRm中开展实验。本次实验测量的电子-离子质心系下相对碰撞能量为0~ 60 eV，覆盖了2s2→2s2p的所有双电子复合共振跃迁，此外，实验中还观测到了非常强的2s2→2p2三电子复合TR（Trielectronic Recombination）的贡献，如图1所示。为了更好的理解实验中的物理过程，我们采用AUTOSTRUCTURE程序对类铍40Ar14+离子的双电子复合进行了理论计算并与实验做了对比，二者符合较好。我们利用实验测量的电子离子复合谱卷积麦克斯韦速度分布的电子束得到专门用于天体等离子体模型的等离子体速率系数，并且与不同的理论模型进行了对比，如图2所示。本次实验结果表明TR在低能段的贡献甚至超过DR，澄清了不同理论模型的适用范围，为天体等离子体模型提供了基准数据，并且为在重离子冷却储存环CSRe上和未来大型重离子加速器装置HIAF上开展高电荷态离子双电子复合精密谱学实验开展原子物理和核物理交叉前沿研究奠定了基础。

研究成果发表在国际著名的天体物理期刊《Astrophysical JournalSupplement Series》上（Astrophys. J. Suppl.Ser. 235 (2018) 2）。论文第一作者是黄忠魁博士，汶伟强副研究员（青促会会员）和马新文研究员为论文的通讯作者，该研究的合作单位包括中国科学技术大学，复旦大学，德国吉森大学，英国斯特拉斯克莱德大学等，研究工作得到了科技部重点研发计划，国家自然科学基金项目，中科院战略性先导科技专项B和中科院重点前沿项目和中科院青年创新促进会的支持。