A colaboração Jinping Underground Nuclear Astrophysics (JUNA) relatou uma medição direta recente da seção transversal de uma reação crucial de fonte de nêutrons estelar, ¹³ C(α,n) ¹⁶ O. O estudo foi publicado em Physical Review Letters em 23 de setembro.
Ao alcançar a medida transversal mais precisa dessa reação em energias astrofísicas até agora, o estudo resolveu discrepâncias de longa data entre os dados anteriores sobre essa reação, o que é essencial para entender a origem e a abundância de elementos mais pesados ​​que o ferro no universo.

A origem de tais elementos é uma das 11 questões de física para o século 21 e os nêutrons são a chave para transformar o ferro em elementos mais pesados. A taxa de reação da fonte de nêutrons determina quantos desses elementos mais pesados ​​podem ser produzidos nas estrelas.

Os ¹³ C(α,n) ¹⁶ A reação O, proposta pela primeira vez em teoria como a fonte primária de nêutrons nas estrelas por Cameron e Greenstein em 1954, fornece nêutrons necessários na síntese de aproximadamente metade de todos os elementos mais pesados ​​que o ferro no universo. Tem sido um objetivo da astrofísica nuclear experimental medir com precisão essa reação em energias astrofísicas (0,15-0,54 MeV). No entanto, a seção de choque da reação correspondente é extremamente pequena, o que torna muito difícil de medir.

Durante os últimos sete anos, a colaboração JUNA desenvolveu uma variedade de equipamentos científicos instalados no Laboratório subterrâneo de China Jinping (CJPL), que atualmente é o laboratório subterrâneo mais profundo do mundo. O equipamento inclui um acelerador que fornece o feixe α mais intenso nos laboratórios subterrâneos do mundo; alvos espessos e de alta potência que podem sobreviver ao bombardeio por um feixe intenso de centenas de coulombs; e uma matriz de detecção de nêutrons de alta sensibilidade e baixo fundo.

Aproveitando esses desenvolvimentos e o ambiente de fundo ultrabaixo da CJPL, a equipe de pesquisa realizou com sucesso uma medição direta da seção transversal do ¹³ C(α,n) ¹⁶ O reação na faixa de energia astrofísica de 0,24-0,59 MeV. A faixa de energia medida foi estendida para 1,9 MeV usando o acelerador tandem de 3 MV da Universidade de Sichuan.

Fornecendo a primeira medição consistente cobrindo a faixa de energia da região de energia estelar até altas energias, o estudo obteve a taxa de reação estelar mais precisa para o ¹³ C(α,n) ¹⁶ O reação até o momento.

"Os dados precisos atuais desta seção transversal da reação fornecem a base sólida para desenvolver modelos astronômicos das nucleossínteses dos processos i e s para construir uma nova imagem da evolução química galáctica de núcleos pesados", disse o professor Kajino, astrofísico nuclear. da Universidade de Beihang. + Explorar mais

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