Nuklear reaktionshastighed i eksploderende stjerner

Ny forskning fra Surrey's Nuclear Physics Group har vist, at det er muligt at efterligne ophidsede kvantetilstande med eksotiske kerner, åbner op for et væld af muligheder for næste generation af radioaktive stråleanlæg, såsom Facility for Rare Isotope Beams (FRIB).

Resultaterne af projektet - som var et samarbejde mellem University of Surrey og Michigan State University, U.S.- blev udgivet i Fysisk gennemgangsbreve i januar 2021. Hovedforfatteren var Surrey Ph.D. studerende Samuel Hallam, som også studerede til sin bachelorgrad i fysik i Surrey.

En af de største udfordringer inden for kernefysik er at måle reaktioner, der forekommer på exciterede kvantetilstande, sådan som man finder i eksploderende stjerner på grund af ekstrem temperatur og tæthed. Indtil nu, fysikere har været nødt til at bestemme de hastigheder, hvormed kernereaktioner finder sted under disse forhold gennem teoretiske skøn.

Denne banebrydende undersøgelse har vist, for første gang, at det er muligt at efterligne en exciteret kvantetilstand ved at bruge en helt separat kerne.

Dr. Gavin Lotay forklarer:"Vores resultater viser nu, at protonfangst på den første, ophidset tilstand af Aluminium-26 (fundet i stjerner) vil sandsynligvis være ti gange langsommere end tidligere forventet ud fra teoretiske skøn. Dette giver afgørende indsigt i analysen af ​​meteoritisk materiale og indvirkning på fremtidige teoretiske studier af nukleosyntese i eksploderende stjerner."