Как се създават атомни ядра с неутронен дефицит

Добавянето на неутрино към съществуваща рецепта за нуклеосинтеза може да обясни озадачаващото съществуване на тежки ядра с неутронен дефицит

Ваня Милева Последна промяна на 13 May 2024 в 00:00 2282 0

Сливането на две неутронни звезди

Кредит NASA/Goddard Space Flight Center Animator Dana Berry (Skyworks Digital) Producer Erica Drezek (HTSI)
Сливането на две неутронни звезди

Ниобий-92 (92Nb) има само един неутрон по-малко от най-разпространения изотоп на елемента ниобий-93. И все пак зад тази на пръв поглед незначителна разлика се крие дългогодишна мистерия.

Двата основни пътя, по които се смята, че Вселената е създала елементите, по-тежки от желязото, включват добавянето на неутрони към по-леките елементи. Но те не могат да обяснят съществуването на 92Nb и други ядра с неутронен дефицит (така наречените p ядра). Сега Дзъуей Сюн (Zewei Xiong) от Центъра за изследване на тежки йони GSI "Хелмхолц" в Германия и неговите сътрудници предлагат решение. При наличието на изобилие от неутрино, един от пътищата за синтез на тежки елементи, r-процесът (наричан също процес на бързо поглъщане на неутрони), може да бъде отклонен, за да се създаде 92Nb и други p ядра, като молибден-92 и рутений-96.

Водещите кандидати за местата на тези ядрени реакции са свръхнови и сливания на неутронни звезди. И в двата случая се очаква да има изобилие от неутрино. Обикновено r-процесът произвежда все по-тежки елементи, докато ядрата растат чрез поредица от улавяне на неутрони и събития на бета-разпад. Сюн и неговите сътрудници осъзнават, че неутриното, ако присъства в големи количества, може да се абсорбира от ядрата, като по този начин преобразува неутроните в протони и, вероятно създавайки p ядра.

r-процес r-процесът, наричан също процес на бързо поглъщане на неутрони, е форма на нуклеосинтез, която протича главно при колапс на ядрото на свръхнови. При r-процеса изходен изотоп, най-често 56Fe или друг тежък изотоп с голям брой неутрони, поглъща допълнителни неутрони. На r-процеса се дължи образуването на около половината от изотопите на елементите, по-тежки от желязото, поради което той играе важна роля за химическото развитие на галактиките. Той се отличава от по-бавния s-процес на поглъщане на неутрони.

Изследователите наричат ​​своя нов механизъм νr процес (добавката ν е знакът за съкратено обозначение на неутрино). Според техните изчисления, νr процесът изисква големи потоци неутрино и температури около 3 милиарда келвина. Сюн и неговите сътрудници предполагат, че условията са благоприятни за  νr процес се случва при двойни сливания на неутронни звезди и редки видове свръхнови с интензивни магнитни полета.

Справка: Z. Xiong et al., “Production of p nuclei from r-process seeds: The ????r process,” Phys. Rev. Lett. 132, 192701 (2024).

Източник: Making Neutron-Deficient Nuclei, Physics 

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Космос

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !