Как появляются тяжелые элементы во вселенной

Впервые синтез водорода и ксенона можно было исследовать при тех же температурах, что и при звездных взрывах с использованием кольца накопления ионов. Предоставлено: Марио Вейганд

Тяжелые элементы образуются во время звездного взрыва или на поверхности нейтронных звезд путем захвата ядер водорода (протонов). Это происходит при чрезвычайно высоких температурах, но при относительно низких энергиях. Международная исследовательская группа, возглавляемая Университетом Гете, в настоящее время успешно исследовала захват протонов на накопительном кольце GSI.

Как сообщают ученые в текущем выпуске Physical Review Letters, их целью было более точное определение вероятности захвата протона в астрофизических сценариях. Как объясняет доктор Ян Глориус из исследовательского отдела атомной физики GSI, они столкнулись с двумя проблемами в этом начинании: «Реакции наиболее вероятны в астрофизических условиях в диапазоне энергий, называемом окном Гамова. В этом диапазоне ядра имеют тенденцию быть несколько медленный, что затрудняет их получение с требуемой интенсивностью. Кроме того, поперечное сечение — вероятность захвата протона — быстро уменьшается с энергией. До сих пор было почти невозможно создать подходящие условия в лаборатории для этих видов реакций. «

Рене Рейфарт, профессор экспериментальной астрофизики в университете Гете, предложил решение еще 10 лет назад: низкие энергии в пределах диапазона окна Гамова могут быть достигнуты более точно, когда тяжелый реакционный партнер циркулирует в ускорителе, в котором он взаимодействует со стационарным протоном газ. Первые успехи он достиг в сентябре 2015 года с группой исследователей ранней карьеры Хеймгольца. С тех пор его команда получила отличную поддержку от профессора Юрия Литвинова, который возглавляет финансируемый ЕС исследовательский проект ASTRUm в GSI.

В ходе эксперимента международная команда впервые произвела ионы ксенона. Они замедлялись в экспериментальном накопительном кольце ESR и вызывали взаимодействие с протонами. Это привело к реакциям, в которых ядра ксенона захватили протон и превратились в более тяжелый цезий — процесс, подобный тому, который происходит в астрофизических сценариях.

«Эксперимент вносит решающий вклад в продвижение нашего понимания нуклеосинтеза в космосе», — говорит Рене Рейфарт. «Благодаря высокопроизводительной ускорительной установке в GSI мы смогли улучшить экспериментальную технику для замедления тяжелого партнера по реакции. Теперь у нас есть более точное знание области, в которой происходят скорости реакции, что до сих пор было только теоретически предсказано. Это позволяет нам более точно моделировать производство элементов во вселенной «.

Источник информации: https://phys.org/news/2019-03-heavy-elements-universe.html#jCp

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...