• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Nya data för att förstå hur tyngre grundämnen skapas i kosmos

    Konstnärens intryck av att slå samman neutronstjärnor. Kredit:European Southern Observatory

    Kärnbindningsenergier för flera isotoper av sällsynta jordartsmetaller har uppmätts för första gången. Experimentet utfört i acceleratorlaboratoriet vid Jyväskylä universitet, Finland, ger viktiga data för att förstå hur grundämnen som är tyngre än järn produceras i kosmos.

    Ursprunget till kemiska grundämnen tyngre än järn, som guld eller platina, förbryllade forskarna länge. Nyligen genomförda multibudbärarobservationer från en sammanslagning av två neutronstjärnor (GW170817), och särskilt den associerade kilonovan, kastade ljus över detta och bekräftade att grundämnen tyngre än järn bildas åtminstone i denna typ av sammanslagningar via den snabba neutroninfångningsprocessen, r-processen. Dessutom, förändringen från blå till röd kilonova indikerade att även lättare r-processelement producerades, i motsats till förväntningar på endast tyngre element. För att förstå r-processen i detalj, det är avgörande att förbättra tillhörande beräkningar med mer exakta kärnkraftsdata. Den snabba neutroninfångningsprocessen fortsätter längs neutronrika radioaktiva kärnor, som så småningom sönderfaller till stabila isotoper av kemiska grundämnen vi har i naturen. Därför, egenskaperna hos neutronrika kärnor, såsom deras bindande energier, är väsentliga för beräkningarna och vad de förutspår för mängden kemiska grundämnen som produceras under olika astrofysiska förhållanden. Detta kommer att bli allt viktigare i tillkomsten av nya multibudbärarobservationer.

    Exakta experimentella data för bättre beräkningar

    Kärnbindningsenergier för tolv kärnor i regionen sällsynta jordartsmetaller har nyligen mätts i acceleratorlaboratoriet vid Jyväskylä universitet med hjälp av en Penning-fälla masspektrometeranordning JYFLTRAP. Sex av de studerade nukliderne mättes för första gången. Resultaten har störst inverkan på mängden sällsynta jordartsmetallisotoper som produceras i den snabba neutroninfångningsprocessen. Med den nya, mer exakta experimentella kärnbindningsenergier, förändringar upp till 25 % observerades i de beräknade mängderna och en bättre överensstämmelse med de observerade mängderna uppnåddes. Dessutom, udda-jämn förskjutning i de uppmätta neutronbindningsenergierna visade sig vara svagare än vad som förutspåtts av teoretiska kärnmassamodeller som vanligtvis används för r-processberäkningarna.

    Kärnbindningsenergier har mätts med en Penning trap-masspektrometeranordning JYFLTRAP. Kredit:Jyväskylä universitet

    "Med de nya experimentella data, beräkningar för nukleosyntesen av tyngre grundämnen under olika förhållanden, som i neutronstjärnefusioner, kan göras mer exakt. Detta hjälper oss att bättre förstå hur tyngre grundämnen bildas i kosmos, " säger akademiforskare Anu Kankainen från institutionen för fysik vid Jyväskylä universitet.

    Resultaten har publicerats i Fysiska granskningsbrev .

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com