Physical Review C 94, 045801 (2016)

 

Z. Halász, E. Somorjai, Gy. Gyürky, Z. Elekes, Zs. Fülöp, T. Szücs, G. G. Kiss, N. T. Szegedi, T. Rauscher, J. Görres és M. Wiescher

 

 

 

 

 

Az MTA-Atomki Nukleáris Asztrofizika csoportjának megalakulása óta talán a legfontosabb kutatási területe a stabilitási sáv protongazdag oldalán elhelyezkedő stabil magokat - az úgynevezett p-magokat - létrehozó folyamatok kísérleti vizsgálata. Az elmúlt évtizedek intenzív kísérleti és elméleti erőfeszítései ellenére jelentős eltérések mutatkoznak a kísérletileg mért és a hálózatszámításokból származó izotópgyakoriságok tekintetében. Különösen igaz ez a megállapítás az A≈150 körüli tömegszámtartományra, ahol a szimulációk alapján többek között a 124Xe(α,γ)128Ba reakció hatáskeresztmetszetének - a reakció bekövetkezési valószínűségének - nem pontos ismerete járulhat hozzá az eltérés magyarázatához. Kísérleti adatok hiányában a hálózatszámítás bemenő paramétereit statisztikus modellek szolgáltatják, mely adatok megerősítése, illetve pontosítása döntő fontosságú a folyamat leírása érdekében.

 

Megalakulása óta a csoport számos izotópon hajtott végre mérést és publikálta a kísérletileg meghatározott reakció-hatáskeresztmetszeteket, azonban a magok – és így az azokat létrehozó reakciók - egy részének vizsgálata technikai akadályokba ütközik: A gyakorlatban használt aktivációs módszer első lépése egy szilárd céltárgy elkészítése, mely a mérni kívánt izotópot a lehető legtisztább formában tartalmazza, és amely később a besugárzás és az off-line mérés alanyául szolgál. Azonban a p-magok között akadnak gáz halmazállapotúak - nemesgázok -, melyek esetében már a szilárd target készítése sem valósítható meg. Ezen magok mérésére speciális gáztarget kifejlesztése vált szükségessé, melynek technikai leírását, illetve az első, p-magon végzett mérés eredményét mutatja be a cikk.

 

A kísérleti eredményeket összehasonlítva az asztrofizikai modellekben használt számítások eredményeivel látható, hogy ezek egyrészt illeszkednek abba a tendenciába, miszerint az elméleti modellek túlbecsülik a reakció-hatáskeresztmetszeteket; másrészt a 124Xe esetében ez az eltérés nagyobb a szokásosnál, mely cáfolja a szimulációk azon eredményét, mely szerint a 124Xe(α,γ)128Ba reakció kulcsszerepet játszik a kérdéses tömegszámtartományban.

 

http://DOI: 10.1103/PhysRevC.94.045801

PHYSICAL REVIEW C 95, (2017) 035805.

Cross section measurement of the astrophysically important 17O(p,γ)18F reaction in a wide energy range

Az asztrofizikai jelentőségű 17O(p,γ)18F reakció hatáskeresztmetszetének mérése széles energiatartományban

Gy. Gyürky, A. Ornelas, Zs. Fülöp, Z. Halász, G.G. Kiss, T. Szücs, R. Huszánk, I. Hornyák, I. Rajta, I. Vajda

 

A csillagok energiatermelésének legfontosabb folyamata a hidrogénfúzió, mely során hidrogénből hélium keletkezik. Míg a Napunk esetén ez leginkább az úgynevezett pp-láncok reakcióin keresztül megy végbe, addig nagyobb tömegű csillagokban nehezebb elemek részvételével zajló folyamatok, például a CNO ciklusok válnak jelentőssé. A 17-es tömegszámú oxigén izotóp protonbefogási reakciója a 3. CNO ciklus kiinduló reakciója, ami így több különböző asztrofizikai folyamatban (például vörös óriás csillagok, Nóva robbanások) kulcsfontosságú. A reakció hatáskeresztmetszetének pontos ismerete szükséges ezen asztrofizikai folyamatok megértéséhez.
A 17O(p,γ)18F reakcióra vonatkozó kísérleti adatok pontosítása érdekében egy olyan kísérleti módszerrel tanulmányoztuk a reakciót, melyet korábban nem alkalmaztak az általunk vizsgált széles energiatartományban. Az Atomki új Tandetron gyorsítóján futó első tudományos projekt keretében a reakció hatáskeresztmetszetét a 18F végmag radioaktív bomlásának mérésen alapuló aktivációs technikával mértük meg. Az aktivációs technikával meghatározott teljes hatáskeresztmetszet nincs kitéve néhány olyan potenciális hibaforrásnak, melyek a korábbi, más technikával végzett méréseket sújtják. Így nagy pontosságú, a korábbi mérésektől független adatokat tudtunk szolgáltatni, melyeket az R-mártix módszer felhasználásával is elemeztünk. Eredményeink hozzájárulnak a reakciót leíró elméleti modellek finomításához, s így az asztrofizikai folyamatok jobb megértéséhez.

 

 

 

A 17O(p,γ)18F reakció mért hatáskeresztmetszete a vizsgált energiatartomány alsó felében összehasonlítva a korábbi, eltérő technikával végzett mérések adataival.

http://10.1103/PhysRevC.95.035805

 

Physical Review C 94, 045801 (2016)

 

Z. Halász, E. Somorjai, Gy. Gyürky, Z. Elekes, Zs. Fülöp, T. Szücs, G. G. Kiss, N. T. Szegedi, T. Rauscher, J. Görres és M. Wiescher

 

 

 

 

 

Az MTA-Atomki Nukleáris Asztrofizika csoportjának megalakulása óta talán a legfontosabb kutatási területe a stabilitási sáv protongazdag oldalán elhelyezkedő stabil magokat - az úgynevezett p-magokat - létrehozó folyamatok kísérleti vizsgálata. Az elmúlt évtizedek intenzív kísérleti és elméleti erőfeszítései ellenére jelentős eltérések mutatkoznak a kísérletileg mért és a hálózatszámításokból származó izotópgyakoriságok tekintetében. Különösen igaz ez a megállapítás az A≈150 körüli tömegszámtartományra, ahol a szimulációk alapján többek között a 124Xe(α,γ)128Ba reakció hatáskeresztmetszetének - a reakció bekövetkezési valószínűségének - nem pontos ismerete járulhat hozzá az eltérés magyarázatához. Kísérleti adatok hiányában a hálózatszámítás bemenő paramétereit statisztikus modellek szolgáltatják, mely adatok megerősítése, illetve pontosítása döntő fontosságú a folyamat leírása érdekében.

 

Megalakulása óta a csoport számos izotópon hajtott végre mérést és publikálta a kísérletileg meghatározott reakció-hatáskeresztmetszeteket, azonban a magok – és így az azokat létrehozó reakciók - egy részének vizsgálata technikai akadályokba ütközik: A gyakorlatban használt aktivációs módszer első lépése egy szilárd céltárgy elkészítése, mely a mérni kívánt izotópot a lehető legtisztább formában tartalmazza, és amely később a besugárzás és az off-line mérés alanyául szolgál. Azonban a p-magok között akadnak gáz halmazállapotúak - nemesgázok -, melyek esetében már a szilárd target készítése sem valósítható meg. Ezen magok mérésére speciális gáztarget kifejlesztése vált szükségessé, melynek technikai leírását, illetve az első, p-magon végzett mérés eredményét mutatja be a cikk.

 

A kísérleti eredményeket összehasonlítva az asztrofizikai modellekben használt számítások eredményeivel látható, hogy ezek egyrészt illeszkednek abba a tendenciába, miszerint az elméleti modellek túlbecsülik a reakció-hatáskeresztmetszeteket; másrészt a 124Xe esetében ez az eltérés nagyobb a szokásosnál, mely cáfolja a szimulációk azon eredményét, mely szerint a 124Xe(α,γ)128Ba reakció kulcsszerepet játszik a kérdéses tömegszámtartományban.

 

http://DOI: 10.1103/PhysRevC.94.045801

Physical Review A. 94, (2016) 022707

Juhász Zoltán

 

A töltött részecskék és molekulák ütközései nagyon összetett folyamatok, ám a sugárterápiás alkalmazásokban betöltött szerepük miatt intenzív kutatásuk nélkülözhetetlen. Az ütközések kimeneti csatornáiban nemcsak elektronok, hanem nehéz töredékek: molekulagyökök, atomok és ionok is megjelennek. Kisebb mennyiségben negatív töltésű ionok is keletkeznek. Az anionok a fizika és kémia sok területén játszanak nagyon fontos szerepet, például kísérleti fúziós reaktorok betáplálásában, illetve üstökösök és bolygók légkörének kémiai folyamatiban.

Az ehhez hasonló összetett, mikroszkopikus, atomi és részecskefizikai folyamatok leírására újabban előtérbe kerültek statisztikai vagy termodinamikai leírást alkalmazó modellek, melyek lehetővé teszik a bonyolult rendszerek viszonylag egyszerű, numerikus számításokkal kivitelezhető leírását. A cikkben bemutatott, újonnan kifejlesztett termodinamikus modell olyan folyamatokat ír le, amelyek ionok vagy molekulaionok atomokkal vagy molekulákkal történő ütközéseiben játszódnak le. A számítás célja ütközésből kilépő ionok és elektronok mennyiségének illetve energia- és szögeloszlásának meghatározása, amelyet kísérleti adatokkal vetünk össze. A modell újszerűsége abban áll, hogy az elektronoknak tulajdonít hőmérsékletet, ellentétben szokásos képpel, amikor az atomok molekulák rendezetlen mozgását írjuk le hőmérsékleti eloszlással. Az ütközési folyamat rövid időtartamú, így csak a gyors mozgású elektronok termalizációjára van elég idő, amit az ütközési rendszer adiabatikus felmelegedése okoz az összenyomódás következtében. A nehéz atomi centrumok mozgását klasszikus mozgásegyenletekkel lehet leírni. A lövedék ion és a céltárgymolekula együtt az ütközés időtartamára egy kvázimolekulát alkot, amelynek különböző elektronikus állapotait valósítják meg a hozzájuk tartozó elektronok. Ezek betöltöttségi szintjét a hőmérsékleti modell értelmében a Boltzmann faktor határozza meg, ami csak az energiától és a hőmérséklettől függ. A szabad elektronállapotok betöltése az elektronemissziót írja le, a kötött állapotokból a különböző ionok képződhetnek, ahogy az atomi centrumok a folyamat során szétválnak. Nagy előnye a modellnek, hogy negatív ionok keletkezését is jól leírja, ami más módszerekkel nagy nehézségekbe ütközik. Az első kiszámított ütközés az OH+ + Ar rendszer volt 7 keV ütközési energián, ahol kísérletileg jelentős negatív hidrogén ion emissziót figyeltek meg. A modell mind a megfigyelt H- és H+ ionok szögeloszlását jól visszaadja valamint a kibocsátott elektronok energia- és szögeloszlásában is jól egyezik a kísérletekkel. Több más ütközési rendszeren is jó egyezés, ami mutatja, hogy a jövőben a modell alkalmazható, például, a nagy negatív ion hozamú ütközési rendszerek megtalálásához.

 

http://doi.org/10.1103/PhysRevA.94.022707

Phys Rev. Lett., Volume: 117, Article number: 190402

Flavien Hirsch, Marco Túlio Quintino, Tamás Vértesi, Matthew F. Pusey, and Nicolas Brunner

Összefonódott kvantumállapotok lokális rejtett paraméteres (LHV) és lokális rejtett állapottal (LHS) leírható modelljeinek megalkotása egy izgalmas feladat, amelynek mind a kvantumelmélet alapjaira, mind pedig a kvantuminformáció elméletére is hatása van. Ebben a cikkben bármely összefont állapot esetén, végtelen számú mérés mellett működő módszert dolgoztunk ki LHV és LHS modellek megalkotására. Ezen állapotok halmazainak egymáshoz való viszonyát szemlélteti a sematikus ábra. A módszer egyre hatékonyabb tesztek sorozatából áll, amely végtelen határértékben az LHV illetve az LHS modellekkel leírható kvantumállapotok halmazát adja vissza. A módszer gyakorlati alkalmazhatóságát számos példán illusztráltuk.

 

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.190402
 

Electrophoresis 37 (2016)3:498-503.

Rajta István, Huszánk Róbert, Szabó Attila, Nagy Gyula, Szilasi Szabolcs, Fürjes Péter, Holczer Eszter, Fekete Zoltán, Járvás Gábor, Szigeti Márton, Hajba László, Bodnár Judit, Guttman András

 

Mikrofluidikai eszközöket terveztünk cirkuláló ráksejtek humán vérből való kiszűrésére. Az alkatrészeket PDMS polimerből készítettük, amelyekhez felhasználtuk a korábbi évek során kifejlesztett módszerünket. Protonnyalábos mikromegmunkálással (direkt írással) folyékony PDMS polimer reziszt anyagban hoztunk létre egyenes és különböző szögekben döntött mikrostruktúrákat. Ezeket a mikrostruktúrákat integráltuk PDMS alapú mikrofluidikai rendszerekbe, amelyet az együttműködő partnerekkel végeztünk el. A MTA-PE Transzlációs Glikomika Lendület kutatócsoportja ezen mikrofluidikai eszközök hatékonyságát és hidrodinamikai karakterisztikáját élesztősejtekkel tesztelte.

 

 

doi/10.1002/elps.201500254