Forskere foretager de mest præcise målinger af deuteriums sammensmeltning med en proton for at danne helium-3

Et stort team af forskere tilknyttet en lang række institutioner i Italien, Det Forenede Kongerige og Ungarn har udført de mest præcise målinger hidtil af deuterium-fusion med en proton til helium-3. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , gruppen beskriver deres indsats, og hvordan de tror, ​​den vil bidrage til bedre at forstå de begivenheder, der fandt sted i løbet af de første minutter efter Big Bang.

Astrofysik teori tyder på, at skabelsen af ​​deuterium var en af ​​de første ting, der skete efter Big Bang. Derfor, det spiller en vigtig rolle i Big Bang-nukleosyntesen - de reaktioner, der skete bagefter, og som førte til produktionen af ​​flere af de lette grundstoffer. Teoretikere har udviklet ligninger, der viser den sandsynlige række af begivenheder, der fandt sted, men til dato, det har været svært at bevise dem korrekte uden fysiske beviser. I denne nye indsats, forskerne, der arbejder ved Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics i Italien, har udført eksperimenter for at simulere de første par minutter, i håb om at bekræfte teorierne.

Arbejdet blev udført dybt under Gran Sasso-bjergets tykke klippedække for at forhindre interferens fra kosmiske stråler – det involverede affyring af en stråle af protoner mod et deuteriummål – deuterium er en form for brint med kun én proton og én neutron – og derefter måling af fusionshastigheden. Men fordi fusionshastigheden er så lav, bombardementet skulle udføres mange gange - holdet udførte deres arbejde næsten hver weekend i tre år.

Håbet var, at den målte hastighed ville matche mængden af ​​kosmisk mikrobølgebaggrundsstråling, som blev opdaget af forskere, der har studeret den i mange år. Forskere mener, at en sådan stråling opstod, da kosmos afkølede omkring 380, 000 år efter Big Bang.

Forskerne fandt ud af, at den målte hastighed af deuteriumsmeltning over en række temperaturer faldt mellem den hastighed, der blev forudsagt af de seneste teorier og foreløbige målinger taget tilbage i 1997, sidste gang, videnskabsmænd forsøgte at måle hastigheden af ​​deuterium, der smelter sammen med en proton for at danne helium-3. Men vigtigst af alt, da de pluggede den hastighed, de målte, ind i modeller, der projicerede Big Bang-nukleosyntesetæthedsestimater, det stemte nøje overens med estimerede målinger af CMB 380, 000 år senere.

© 2020 Science X Network