Рекордные измерения на установке CRYRING@ESR открывают новые возможности для астрофизики
В Центре исследований тяжелых ионов им. Гельмгольца при Институте научных исследований имени Гельмгольца в научном городе Дармштадте международная группа исследователей добилась значительного прорыва в астрофизике. Впервые были измерены ядерные реакции при чрезвычайно низких энергиях в накопительном кольце CRYRING@ESR — в условиях, аналогичных тем, которые наблюдаются во внутренних областях звезд.
Запись при особенно низких энергиях
Многие ядерные процессы в звёздах происходят при очень низких энергиях. Эти так называемые суб-МэВ энергии трудно воспроизвести в лабораторных условиях. В CRYRING@ESR теперь удалось снизить энергию реакции до 403 килоэлектронвольт. Это устанавливает новый рекорд: никогда прежде ядерная реакция не измерялась при такой низкой энергии в накопительном кольце для тяжёлых ионов.
Результаты были опубликованы в журнале The European Physical Journal A.
Сложные технологии позволяют проводить новые измерения
Одной из главных проблем было короткое время жизни ионных пучков при низких энергиях. Однако исследователям удалось создать стабильные условия измерения благодаря высокоточным вакуумным условиям и специальным методам охлаждения.
В эксперименте ионы азота, помимо прочего, направлялись на протоны. Реакции происходили в криогенной водородной газовой мишени. Для анализа использовалась высокоразрешающая измерительная система CARME. По словам исследовательской группы, полученные данные очень хорошо согласуются с теоретическими моделями.
Новые перспективы для астрофизики
Этот успех считается важным шагом в изучении происхождения элементов во Вселенной. В будущем исследователи также планируют изучать экзотические атомные ядра, играющие центральную роль в звездных процессах.
Особый интерес вызывает так называемый нуклеосинтез Большого взрыва — процессы, в результате которых более легкие элементы образовались в первые минуты после Большого взрыва. Исследователи надеются, что новые экспериментальные возможности позволят получить более точные данные об этих ранних этапах развития Вселенной.
(ДАРМШТАДТ – RED/GSI)
Изображение: экспериментальная установка CARME, использованная в экспериментах. Фото: GSI
