A vörös óriásokban keletkezett oxigén igen ritka, 17-es izotópjának a korábban becsültnél jóval nagyobb mennyisége alakul át más izotóppá egy eddig kevéssé ismert atommag-reakcióban. Az eredmény átírhatja a kémiai elemek eredetének és a csillagok működésének eddig ismert modelljeit. A kísérletek a LUNA nemzetközi együttműködés keretében, az MTA Atomki kutatóinak részvételével zajlottak az olaszországi Gran Sasso Nemzeti Laboratóriumban.

Az izotóparányok csak akkor hordoznak hasznos információt, ha tudjuk, hogy hol és milyen mechanizmusok révén keletkezhetnek. E folyamatok túlnyomó többségükben csillagok belsejében zajlanak, méghozzá gyakran meglepően alacsony energián – olyannyira, hogy a kozmikus háttérsugárzás zavaró hatása lehetetlenné tenné mérésüket. Ezt a problémát küszöbölik ki a LUNA (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics) föld alatt végzett kísérletei, ahol egy nagyjából másfél kilométer vastag sziklaréteg gondoskodik a tökéletes kozmikus sugárvédelemről. A világon ez az egyetlen olyan berendezés, ahol a föld alatti elhelyezkedés eredményeként a kozmikus háttérsugárzás olyan alacsony, hogy máshol nem vizsgálható folyamatok is kutathatóvá válnak. 

A csillagokban lezajló atommagfizikai reakciók nemcsak új izotópokat hoznak létre, hanem a keletkezett izotópokat tovább is alakíthatják. Ezért az izotópokat létrehozó és azokat lebontó folyamatok egyaránt fontosak a kutatók számára. Egy ilyen, a vörös óriásokban az oxigén 17-es izotópját lebontó atommag-reakció jellemzőit sikerült laboratóriumi körülmények között nagy pontossággal meghatároznia a LUNA nemzetközi együttműködésnek. A cikk a Physical Review Letters legfrissebb számában jelent meg.

A LUNA nemzetközi együttműködés jelenleg mintegy ötven fizikusból áll, akik olasz, magyar, német és skót intézetekből kerülnek ki. A Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézetének (Debrecen) fizikusai 2000 óta vesznek részt a kollaboráció munkájában.

Tovább: MTA hírei

Kapcsolat: Fülöp Zsolt tudományos tanácsadó (fulop.zsolt@atomki.mta.hu)

Physical Review Letters 117, 142502 – Published 27 September 2016

Improved Direct Measurement of the 64.5 keV Resonance Strength in the O17(p,α)N14 Reaction at LUNA