Физики создали реакцию сверхновой на Земле с помощью радиоактивного луча

Исследовав ускоренный пучок радиоактивных ионов, группа под руководством физика Гэвина Лотея из Университета Суррея в Великобритании наблюдала процесс захвата протона, который, как считается, происходит в сверхновых с коллапсом ядра.

Теперь ученые не только в деталях увидели, как это происходит, но и измерения позволяют нам лучше понять образование и распространенность загадочных изотопов, называемых p-ядрами.

На самом базовом уровне звезды можно рассматривать как фабрики элементов Вселенной. Пока звезды не родились и не начали дробить ядра в своих ядрах, Вселенная представляла собой суп из водорода и гелия. Этот звездный ядерный синтез начал наполнять космос более тяжелыми элементами, от углерода до железа для самых массивных звезд.

Вот тут-то и возникает загвоздка слияния ядер. Тепло и энергия, необходимые для производства железа путем синтеза, превышают энергию, генерируемую процессом, что приводит к падению температуры ядра, что, в свою очередь, приводит к гибели звезды в захватывающем кабуме - сверхновой.

Именно здесь, по мнению физиков, рождаются еще более тяжелые элементы. Взрыв настолько силен, что атомы, сталкиваясь с силой, могут захватывать компоненты друг друга. Это не обязательно должна быть сверхновая (были обнаружены тяжелые элементы, образующиеся при столкновении двух нейтронных звезд), но принцип тот же. Колоссальный космический сплодо-бум = энергия, достаточная для создания элементов.

Тогда есть р-ядра. Эти 30 или около того встречающихся в природе изотопов тяжелых элементов составляют около 1 процента тяжелых элементов, наблюдаемых в нашей Солнечной системе, и их образование остается загадкой.

Изотопы - это формы одного и того же элемента, которые различаются атомной массой, обычно из-за разного количества нейтронов в ядре, в то время как количество протонов остается неизменным. Р-ядра - это изотопы с дефицитом нейтронов, но богатые протонами; поскольку они настолько редки, что их трудно наблюдать, что привело к некоторым трудностям в понимании того, как они подделаны.

В настоящее время предпочтительной моделью является гамма-процесс , в котором атомы захватывают свободные протоны во время энергетического события. Поскольку химический элемент определяется числом протонов, этот процесс преобразовал бы элемент в следующий в периодической таблице, что привело бы к изотопу с низким содержанием нейтронов.

Наблюдения были получены с использованием изотопного сепаратора и ускорителя II в Национальной лаборатории TRIUMF в Канаде для получения пучка заряженных радиоактивных атомов рубидия-83. TRIUMF-ISAC Гамма-спектрометр и электромагнитной масс-анализатор отдачи масс-спектрометр, были использованы для записи и наблюдать процессы, происходящие в пучке.

По словам исследователей, результаты показали, что образование p-ядра стронция-84 соответствует гамма-процессу. Они обнаружили, что скорость термоядерной реакции была ниже, чем предсказывали теоретические модели, что привело к более высокому производству стронция-84.

По словам исследователей, их пересчитанная скорость производства соответствовала содержанию стронция-84, наблюдаемому в метеоритах, и может помочь пролить свет на другие астрофизические процессы.

"Соединение гамма-матрицы высокого разрешения с усовершенствованным электростатическим сепаратором для измерения реакций гамма-процесса представляет собой ключевую веху в прямом измерении астрофизических процессов", - сказал Лотай.

"Такие измерения в значительной степени считались недосягаемыми для современных экспериментальных технологий, и последнее исследование теперь открыло множество возможностей для будущего".

Напомним, ранее сообщалось, что астрономы проследили судьбу сверхновой.

Источник