Nova abordagem aumenta a capacidade dos aceleradores para descobrir pistas de supernovas na poeira lunar
Um filtro Wien com tensão máxima de ±60 kV e campo magnético máximo de 0,3 T foi adicionado após o ímã de comutação para diminuir o fundo de detecção para os nuclídeos de baixa abundância. Crédito:Instituto Chinês de Energia Atômica Pesquisadores do Instituto Chinês de Energia Atômica (CIAE) melhoraram significativamente o método de detecção de ferro-60 (
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Fe), um isótopo raro encontrado em amostras lunares, usando o acelerador tandem HI-13. Essa conquista abre caminho para a detecção de
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Fe em amostras lunares para uma compreensão mais profunda de eventos cósmicos como supernovas que ocorreram há milhões de anos.
As descobertas foram publicadas na revista Nuclear Science and Techniques .
O estudo, liderado por Bing Guo, utilizou uma técnica refinada de espectrometria de massa com acelerador (AMS) para detectar
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Fe, um isótopo raro produzido por supernovas e encontrado em amostras trazidas da Lua. O sistema AMS aprimorado, equipado com um filtro Wien, identificou com sucesso
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Fe em amostras de simulação com níveis de sensibilidade anteriormente inatingíveis. Esta descoberta demonstra uma sensibilidade de detecção melhor que 4,3 × 10
−14
e potencialmente atingindo 2,5 × 10
−15
em condições ideais.
Durante décadas, o desafio de detectar isótopos de baixa abundância como
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O Fe em amostras lunares deixou os cientistas perplexos devido à escassez do isótopo e à presença de elementos interferentes. Os métodos tradicionais ficaram aquém da sensibilidade. As últimas modificações nas instalações do acelerador tandem HI-13 do CIAE representam um avanço significativo.
Guo disse:"Nossa equipe concordou que a única maneira de rastrear eventos históricos de supernovas com precisão era ultrapassar os limites do que nosso equipamento poderia fazer. A instalação do filtro de Wien poderia ser uma virada de jogo para nós."
A câmara-alvo foi equipada com um colimador, um porta-alvo e um copo de Faraday. Si3 N4 degradadores de folha foram instalados no suporte do alvo. O espectrógrafo magnético Q3D é capaz de girar em torno da câmara alvo. Crédito:Instituto Chinês de Energia Atômica
O disco porta-cátodo faz parte da fonte multicátodo NEC de íons negativos por pulverização catódica de césio. Cátodos de
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Amostras de Fe e amostras em branco foram instaladas no disco suporte. Crédito:Instituto Chinês de Energia Atômica
As descobertas desta pesquisa vão além do âmbito acadêmico, oferecendo insights sobre os processos que moldam nosso universo. A capacidade de medir quantidades mínimas de
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O Fe na Lua fornece uma ligação direta para o estudo de eventos passados de supernovas que ocorreram nas proximidades. Estas descobertas têm implicações para a astrofísica, oferecendo uma nova lente através da qual podemos ver a história e a evolução das estrelas.
Olhando para o futuro, a equipa de investigação do CIAE planeia refinar ainda mais as suas técnicas para melhorar a sensibilidade das suas medições. Espera-se que melhorias nas eficiências da fonte de íons e da transmissão do feixe aumentem ainda mais as capacidades de detecção.
"Nosso próximo objetivo é otimizar todo o nosso sistema AMS para atingir limites de detecção ainda mais baixos. Cada aumento de sensibilidade abre um universo de possibilidades", explicou Guo.
O desenvolvimento bem-sucedido deste método AMS aprimorado contribui tanto para a pesquisa lunar quanto para o estudo de fenômenos interestelares. À medida que os investigadores continuam a refinar esta tecnologia, a nossa compreensão da história do universo torna-se mais profunda, provando mais uma vez que a nossa viagem através do cosmos está longe de terminar.
