Эксперимент на n_TOF в CERN объяснил аномалию молибдена-94 в досолнечных зернах
Физики впервые измерили захват нейтронов ниобием-94, объяснив состав древнейших частиц из примитивных метеоритов.
Физики из Института корпускулярной физики (IFIC, совместный центр CSIC и Университета Валенсии) провели первые прямые измерения ядерной реакции, определяющей синтез тяжелых элементов в звездах, на установке n_TOF в CERN, сообщает El Debate eldebate.com
El Debateeldebate.comОткрыть источник ↗. Результаты работы, опубликованные в Physical Review Letters, позволили воспроизвести наблюдаемую концентрацию изотопа молибден-94 в досолнечных пылевых зернах.
Досолнечные зерна сформировались до появления Солнечной системы и сохранились внутри примитивных метеоритов. На протяжении десятилетий астрофизические модели не могли объяснить избыточное содержание молибдена-94 в этих образцах. Тяжелые элементы синтезируются в термоядерных реакциях умирающих звезд, выбрасывающих вещество в космическое пространство для последующих поколений звезд и планет.
Захват нейтронов на ниобии-94
Формирование молибдена-94 в звездных недрах определяется поведением радиоактивного изотопа ниобий-94. В экстремальных условиях это ядро конкурирует между двумя процессами: захватом свободного нейтрона с превращением в молибден-94 и бета-распадом. Баланс между этими процессами напрямую задает финальный изотопный состав выброшенного вещества.
До сих пор вероятность радиационного захвата нейтрона ядром ниобия-94 никогда не измерялась на практике, из-за чего ученые использовали расчетные оценки eldebate.com
El Debateeldebate.comОткрыть источник ↗. Команда экспериментаторов измерила это сечение с помощью спектрометрии по времени пролета на нейтронном источнике n_TOF в Женеве.
Уточнение моделей звездного нуклеосинтеза
Полученное сечение захвата оказалось близким к ряду теоретических прогнозов, что позволило устранить неопределенности в расчетах. Интеграция измеренной константы скорости реакции в современные звездные модели обеспечила воспроизведение аномальной доли молибдена-94, зафиксированной в древних частицах.
В исследовании также участвовали специалисты Института исследований твердого тела и материалов в Дрездене, Института Лауэ — Ланжевена и Института Пауля Шеррера. Для полного описания цепочки синтеза авторам предстоит экспериментально измерить характеристики других конкурирующих ядерных реакций ниобия-94, которые пока известны только по расчетным моделям.
