Тежките химически елементи се синтезират по време на избухването на звезди или върху повърхността на неутронни звезди. Синтезът им се получава чрез улавяне на водородни ядра (протони). Процесът протича при изключително високи температури, но при относително ниски енергетични нива. Международен екип изследователи, ръководен от учени от Университета Гьоте във Франкфурт, са успели да проучат улавянето на протони като използват апаратура в GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung.
В статия за списание Physical Review Letters, учените отбелязват, че задачата, която си поставят, е да определят по-точно вероятността за улавянето на протони в астрофизични сценарии. Д-р Ян Глориус от центъра за ядрени изследвания в GSI обяснява, че е трябвало да се справят с две предизвикателства в това начинание: „Реакциите са най-вероятни при астрофизични обстоятелства в енергиен диапазон, наричан „прозорец на Гамов“. В този диапазон ядрата са склонни да са малко по-бавни, което ги прави трудни за получаване с необходимата интензивност. В допълнение, напречното сечение – вероятността за улавяне на протон – намалява бързо с намаляване на енергията. Досега беше почти невъзможно в лаборатория да се създадат подходящите условия за протичането на такива реакции“.
Рене Рейфарт, професор по експериментална астрофизика в Университета Гьоте, предлага решение на двата проблема още преди 10 години. Решението се състои в това, че ниските енергийни нива, попадащи в прозореца на Гамов, биха могли да се постигнат по-прецизно, когато реактивът за реакцията циркулира в ускорител, в който си взаимодейства със стационарен протонен газ. Първите успехи в реализацията на тази идея са постигнати през месец септември 2015 година от екип учени. От тогава, екипът получава подкрепа от страна на професор Юрий Литвинов, който ръководи финансираният от ЕС проект ASTRUm в GSI.
В експериментални условия екипът е успял да докаже реакцията на улавяне на протони първо с помощта на ксенонови йони. Те са забавени (т.е. енергийните им нива са приведени в съответствие с изискванията на прозореца на Гомов) чрез експериментален съхраняващ пръстен (experimental storage ring, ESR) и това довежда до взаимодействие с протоните. Това води до реакции, при които ядрата на ксенона улавят протони и се трансформират в по-тежкия химически елемент цезий – процес, подобен на този, който протича в астрофизичните сценарии.
„Експериментът има ключово значение за разбирането ни за термоядрения синтез, протичащ в космически мащаби“, обяснява професор Рене Рейфарт. „Благодарение на високоефективния ускорител в GSI, успяхме да подобрим експерименталната техника за забавяне на реагентите в тежките реакции. Вече имаме по-точни познания за диапазона, в който се случват реакциите и с каква честота се случва това. Досега познанията ни в тази област се свеждаха само до теоретичните предположения. Вече сме в състояние по-точно да моделираме процесите, водещи до синтез на тежките елементи във Вселената“.
-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>
0 коментара:
Публикуване на коментар