p A maioria das reações nucleares que conduzem a nucleossíntese dos elementos em nosso universo ocorre em condições de plasma estelar muito extremas. Este ambiente intenso encontrado no interior profundo das estrelas tornou quase impossível para os cientistas realizar medições nucleares nessas condições - até agora. p Em uma colaboração interdisciplinar única entre os campos da física de plasma, astrofísica nuclear e fusão a laser, uma equipe de pesquisadores, incluindo cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL), Universidade de Ohio, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e o Laboratório Nacional de Los Alamos (LANL), descrevem experimentos realizados em condições como as de interiores estelares. As descobertas da equipe foram publicadas hoje por Física da Natureza .

p Os experimentos são as primeiras medições termonucleares de seções transversais de reação nuclear - uma quantidade que descreve a probabilidade de os reagentes sofrerem uma reação de fusão - em condições de plasma de alta densidade de energia que são equivalentes aos núcleos ardentes de estrelas gigantes, ou seja, 10-40 vezes mais massivo do que o sol. Essas condições extremas de plasma apresentam densidades de isótopos de hidrogênio comprimidas por um fator de mil, próximo ao do chumbo sólido, e temperaturas aquecidas a ~ 50 milhões de Kelvin. Estas também são as condições nas estrelas que levam às supernovas, as explosões mais massivas do universo.

p "Normalmente, esses tipos de experimentos de astrofísica nuclear são realizados em experimentos de acelerador em laboratório, que se tornam particularmente desafiadores nas baixas energias, muitas vezes relevantes para a nucleossíntese, "disse o físico do LLNL Dan Casey, o autor principal do artigo. "À medida que as seções transversais da reação caem rapidamente com a diminuição da energia do reagente, as correções de rastreio de elétrons vinculados tornam-se significativas, e as fontes terrestres e cósmicas de fundo tornam-se um grande desafio experimental. "

p O trabalho foi realizado na National Ignition Facility (NIF) do LLNL, a única ferramenta experimental do mundo capaz de criar temperaturas e pressões como as encontradas nos núcleos de estrelas e planetas gigantes. Usando a abordagem de impulso indireto, NIF foi usado para conduzir uma implosão de cápsula cheia de gás, aquecer cápsulas a temperaturas extraordinárias e comprimi-las a altas densidades onde podem ocorrer reações de fusão.

p "Uma das descobertas mais importantes é que reproduzimos medições anteriores feitas em aceleradores em condições radicalmente diferentes, "Casey disse." Isso realmente estabelece uma nova ferramenta no campo da astrofísica nuclear para estudar vários processos e reações que podem ser difíceis de acessar de outra forma. "

p "Talvez o mais importante, este trabalho estabelece bases para potenciais testes experimentais de fenômenos que só podem ser encontrados nas condições extremas de plasma de interiores estelares. Um exemplo é a triagem de elétrons de plasma, um processo que é importante na nucleossíntese, mas não foi observado experimentalmente, "Casey acrescentou.

p Agora que a equipe estabeleceu uma técnica para realizar essas medições, equipes relacionadas como a liderada por Maria Gatu Johnson no MIT estão procurando explorar outras reações nucleares e maneiras de tentar medir o impacto dos elétrons do plasma nas reações nucleares.