Forskare från Institute of Modern Physics vid den kinesiska vetenskapsakademin, tillsammans med samarbetspartners, har på senare tid gjort framsteg i studiet av elektroninfångningshastigheterna för ⁹³ Nb genom att använda laddningsutbytesreaktionen, som kastar ljus över kärnkollapssupernovor (CCSNe).

Vissa massiva stjärnor slutar sitt liv som CCSNe, som är den mest energiska och mystiska händelsen i universum. En stor mängd energi kommer att frigöras under CCSNe och hela galaxen kan lysas upp. Årtionden av ansträngningar har ägnats åt att förstå CCSNe medan några öppna frågor fortfarande kvarstår.

Datorsimulering är ett viktigt verktyg för att hjälpa forskare att förstå det inre av CCSNe. En av de viktiga fysiska ingångarna i CCSNe-simuleringar är elektroninfångningshastigheten. Tidigare studier har visat att en grupp neutronrika kärnor i N=50-regionen bidrar starkast till att fånga elektroner, därmed minskar elektronfraktionen och ändrar sammansättningen av de kollapsande stjärnorna. Dock, elektroninfångningshastigheter för neutronrika kärnor kan inte studeras direkt i den terrestra miljön, för denna typ av reaktion är endoterm och sker helt enkelt inte i den terrestra miljön.

I det här arbetet, forskare studerade elektroninfångningshastigheterna för ⁹³ Nb—i närheten av den ovan nämnda N=50-regionen—genom att använda ⁹³ Nb(t, ³ He+γ) laddningsutbytesreaktion. Experimentet utfördes i National Superconducting Cyclotron Laboratory vid Michigan State University. S800-spektrometern med hög precision i kombination med Gamma-Ray Energy Tracking In-beam Nuclear Array, GRETINA, användes för mätningen.

Resultaten visar att den allmänt använda approximationen som föreslagits av K. Langanke et al. för beräkning av elektroninfångningshastigheter tar inte hänsyn till Pauli-blockerande effekter ordentligt. Det misslyckas med att förutsäga de experimentella elektroninfångningshastigheterna väl och därför, är olämplig för att beräkna elektroninfångningshastigheter i denna region, speciellt i lägre stjärndensitet och temperaturer.

Studien publicerades i Fysisk granskning C .