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.