Forskere måler nøjagtigt sandsynligheden for elektronindfangning af neon-20 isotopkernerne for første gang

Forskere har målt den forbudte nukleare overgang mellem 20F og 20Ne. Denne måling gjorde det muligt for dem at foretage en ny beregning af elektronindfangningshastigheden på 20Ne, en hastighed, der er vigtig for at forudsige udviklingen af stjerner med mellemmasse. Kredit:APS/Alan Stonebraker

Et stort internationalt hold af forskere har empirisk målt sandsynligheden for elektronindfangning af neon-20 isotopen ( ²⁰ Ne) for første gang. Holdet har offentliggjort to artikler i tidsskriftet Fysisk gennemgang C beskriver deres præstation og forklarer, hvordan deres eksperimenter vedrører henfaldet af mellemstore stjerner.

Tidligere forskning har vist, at i slutningen af deres liv, små stjerner danner hvide dværge, før de taber deres ydre lag. Og store stjerner ender med et supernovaudbrud, resulterer i dannelsen af en neutronstjerne eller sort hul. Hvordan mellemstjerner dør, er ikke blevet så veldefineret. Nogle undersøgelser har antydet, at de taber masse og bliver hvide dværge; andre har fundet ud af, at de brister som de større stjerner. Tidligere forskning har også vist, at en af de definerende faktorer, der bestemmer, hvilken vej en mellemstjerne vil dø, er hastigheden af elektronfangst af ²⁰ Ne og, som resultat, den hastighed, hvormed fluor-20 ( ²⁰ F) vises. Men indtil nu, sandsynligheden for overgang af sådanne kerner var ikke blevet målt nøjagtigt i et laboratorieeksperiment. I denne nye indsats, det har forskerne gjort.

Forsøgene blev udført på JYFL Accelerator Laboratory i Finland. der, forskerne bombarderede en kulstoffolie med ²⁰ F kerner, tvang dem til at blive indlejret i folien - de målte derefter det radioaktive henfald. Næste, de beregnede sandsynligheden for en overgang. De rapporterer, at de fandt 0,00041 procent af ²⁰ F kerner henfaldt til ²⁰ Ne ⁰⁺ .

Holdet anvendte derefter, hvad de havde lært, til mellemliggende stjernedød. Ved at bruge resultaterne fra deres eksperimenter, de fandt, at der var en stor (otte gange) stigning i hastigheden af elektronindfangning. Fordi den var så stor, forskerne foreslår, at det ville føre til iltfusion ved lavere tætheder. Den resulterende detonation skulle derfor være relativt lille, ikke en supernova. Slutresultatet ville være en hvid dværg. Da de kørte simuleringer ved hjælp af deres resultater, de endte alle med dannelsen af en hvid dværg. Dermed, de konkluderer, det forekommer usandsynligt, at mellemstjerner ender op som neutronstjerner eller sorte huller.

Sidste artikelNy metode giver robuste transistorer

Næste artikelIndeterministisk fysik for en åben verden