Újabb lépés a kémiai elemek eredetének megértése felé

A vörös óriásokban keletkezett oxigén igen ritka, 17-es izotópjának a korábban becsültnél jóval nagyobb mennyisége alakul át más izotóppá egy eddig kevéssé ismert atommag-reakcióban. Az eredmény átírhatja a kémiai elemek eredetének és a csillagok működésének eddig ismert modelljeit. A kísérletek a LUNA nemzetközi együttműködés keretében, az MTA Atomki kutatóinak részvételével zajlottak az olaszországi Gran Sasso Nemzeti Laboratóriumban.

A Földünkön is megtalálható oxigén 99,76%-ban a 16-os tömegszámú izotópból áll, a fennmaradó 0,24%-ot az oxigén 17-es és 18-as izotópjai teszik ki, melyek a dominánsan előforduló oxigénben található 8 neutron helyett 9, illetve 10 neutront tartalmaznak. E ritka izotópok előfordulási aránya értékes információkat hordoz származásukról, vizsgálatuk révén jobban megérthetjük a világegyetem és a kémiai elemek keletkezésének történetét.

Kísérletek másfél kilométeres sziklaréteg védelmében

Az izotóparányok azonban csak akkor hordoznak hasznos információt, ha tudjuk, hogy hol és milyen mechanizmusok révén keletkezhetnek. E folyamatok túlnyomó többségükben csillagok belsejében zajlanak, méghozzá gyakran meglepően alacsony energián – olyannyira, hogy a kozmikus háttérsugárzás zavaró hatása lehetetlenné tenné mérésüket. Ezt a problémát küszöbölik ki a LUNA (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics) föld alatt végzett kísérletei, ahol egy nagyjából másfél kilométer vastag sziklaréteg gondoskodik a tökéletes kozmikus sugárvédelemről. A világon ez az egyetlen olyan berendezés, ahol a föld alatti elhelyezkedés eredményeként a kozmikus háttérsugárzás olyan alacsony, hogy máshol nem vizsgálható folyamatok is kutathatóvá válnak.

A LUNA gyorsító protonok vagy alfa-részecskék nyalábját állítja elő, és ütközteti egy megfelelően kiválasztott izotóp atommagjaival. Különleges detektálási technikát alkalmaznak az igen kis valószínűséggel lejátszódó magreakciók megfigyelésére.

Kozmikus régmúltról mesél a vörös óriás

A csillagokban lezajló atommagfizikai reakciók nemcsak új izotópokat hoznak létre, hanem a keletkezett izotópokat tovább is alakíthatják. Ezért az izotópokat létrehozó és azokat lebontó folyamatok egyaránt fontosak a kutatók számára. Egy ilyen, a vörös óriásokban az oxigén 17-es izotópját lebontó atommag-reakció jellemzőit sikerült laboratóriumi körülmények között nagy pontossággal meghatároznia a LUNA nemzetközi együttműködésnek. A cikk a Physical Review Letters legfrissebb számában jelent meg.

Eredményük szerint a korábban keletkezett oxigén-17 az eddigi becsléseknél jóval nagyobb arányban alakul át más izotóppá a vörös óriások hőmérsékletén. A kísérleti eredmény hatását az asztrofizikai modellekre jelenleg még vizsgálják. „Ez az eredmény egy újabb mérföldkő a LUNA együttműködés tudományos munkásságában, a kémiai elemek eredetének megértésében” – nyilatkozta Paolo Prati, az együttműködés szóvivője.

Magyarok a LUNA együttműködésben

A LUNA nemzetközi együttműködés jelenleg mintegy ötven fizikusból áll, akik olasz, magyar, német és skót intézetekből kerülnek ki (INFN, Olaszország; Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Németország; School of Physics and Astronomy of the University of Edinburgh, Egyesült Királyság). A Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézetének (Debrecen) fizikusai 2000 óta vesznek részt a kollaboráció munkájában.

Csatolt_cikkek: Olvasta már?Mengyelejev rendszere sem időtlen alkotásProteinkapcsoló segíthet a memóriazavarok gyógyításábanEddig ismeretlen erőt találtak magyar fizikusokRovatok: TudományTelepülés: VilágCímkék: tudomány, kutatás, kémiai elemek, izotóp, elem, oxigén, kémia, mtaForrás: 

MTI


Forrás:karpatinfo.net
Tovább a cikkre »