Американські вчені першими у світі відтворили космічні ядерні реакції у лабораторних умовах

У Каліфорнії в Ліверморській національній лабораторії (LLNL) науковці вперше здійснили експериментальні вимірювання ядерних реакцій у високоенергетичній плазмі — в умовах, подібних до тих, що існують у надрах зірок або під час термоядерних вибухів. Це відкриття має значення як для фундаментальної астрофізики, так і для програм модернізації ядерного арсеналу США.

Ключовим інструментом став Національний комплекс запалювання (NIF) — найпотужніша лазерна система у світі. Саме там дослідники створили плазму з температурами та тисками, наближеними до зіркових. Лазери NIF нагрівали спеціальні капсули, що призводило до термоядерних реакцій і випромінювання нейтронів, після чого команда аналізувала утворені продукти за допомогою високочутливих діагностичних систем.

Для створення мішеней застосовували методи очищення та введення субнанограмових кількостей радіоактивних матеріалів на внутрішню поверхню капсул. Ця робота вимагала виняткової точності, щоб не заблокувати отвори для заповнення. Отримані дані дозволили вперше зафіксувати реакції у плазмі, що максимально наближена до умов зоряного середовища.

Наступним етапом стане застосування методики до інших радіонуклідів, зокрема для дослідження реакцій захоплення нейтронів ((n,γ)-реакцій), які відіграють ключову роль у процесах зоряного нуклеосинтезу. Для цього планується використання Потужної установки рідкісних ізотопів (FRIB) при Університеті штату Мічиган, що дозволить отримати необхідні ізотопи для експериментів.

Це досягнення стало результатом багаторічної роботи команди LLNL, яка з 2008 року просувала ідею використання NIF для вивчення ядерних реакцій. Тепер ці зусилля дали перші практичні результати, відкриваючи нові можливості для розвитку ядерної фізики та розширення знань про еволюцію Всесвіту.