Вперше в історії вчені виміряли ядерну реакцію космічних катаклізмів

Вчені вперше експериментально виміряли слабку ядерну реакцію r‑процесу, яка відбувається під час вибухів наднових зір чи злиття нейтронних зірок. Це відкриття проливає світло на те, як у Всесвіті утворюються важкі хімічні елементи — від золота до урану.

Дослідження провела міжнародна команда на чолі з фізиками з Університету Суррея та Університету Йорка за підтримки канадського центру TRIUMF. Вони вивчили реакцію, у якій ізотоп стронцію-94 поглинає альфа-частинку, викидає нейтрон і перетворюється на цирконій-97. Саме такі процеси вважаються ключовими для формування важких елементів у космосі.

Щоб здійснити експеримент, команда використала унікальні наноматеріали — мільярди крихітних бульбашок гелію, вбудованих у тонкі кремнієві плівки. Це дозволило точно моделювати умови, подібні до космічних катастроф, і вперше зафіксувати подібну реакцію в лабораторії.

«Ми отримали реальні дані для перевірки теоретичних моделей, які досі залишалися лише припущеннями», — зазначив керівник дослідження доктор Метью Вільямс. За його словами, результати відкривають нові можливості не лише для астрофізики, а й для ядерної енергетики.

Експериментальна установка в TRIUMF. Джерело: Університет Суррея

Знання про поведінку таких радіоактивних ядер важливі для вдосконалення конструкцій атомних реакторів — це допоможе точніше прогнозувати термін служби компонентів і розробити ефективніші системи.

У майбутньому ці результати дозволять краще зрозуміти, як у Всесвіті народжуються найважчі елементи та що саме відбувається в надрах вибухових чи під час зіткнень нейтронних зірок. Дослідження опубліковане у журналі Phys­i­cal Review Let­ters і вже визнане редакцією як одне з найзначущіших.