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Los investigadores desarrollan un nuevo método para estudiar N

Los investigadores desarrollan un nuevo método para estudiar N

Artículo destacado | 11-octubre-2023

Los científicos toman fotografías de reacciones nucleares en el laboratorio para comprender los procesos que ocurren dentro de los núcleos de las estrellas.

Departamento de Energía/Departamento de Energía de EE. UU.

Ciencia

Reacciones nucleares que provocan explosiones estelares de corta duración Él intentó Lo cual es difícil de estudiar en el laboratorio. Para resolver este desafío, los investigadores utilizaron una nueva técnica que combina una cámara de proyección de tiempo objetivo activa (AT-TPC) con un espectrómetro magnético. AT-TPC detecta e identifica partículas siguiendo su trayectoria a medida que se mueven a través de un espacio lleno de gas. El espectrómetro magnético recoge e identifica partículas que abandonan esta región llena de gas. Utilizaron esta técnica para medir una reacción importante en la que un neutrón de un objetivo se intercambia con deuterio. protón De una capa radiactiva, en este caso oxígeno-14. Este tipo de reacción es equivalente al proceso de captura de electrones en el que se produce Explosiones De estrellas masivas y otros fenómenos astronómicos. Los científicos utilizarán los resultados de este nuevo tipo de experimento para modelar estos eventos. Esto ayudará a los investigadores a comprender mejor cómo estos eventos dieron forma al universo y a los elementos que encontramos en la Tierra.

La influencia

Esta primera medición exitosa abre la puerta a futuros trabajos a corto plazo Isótopos Lo cual es importante para comprender los fenómenos astronómicos. Las interacciones que esta técnica puede estudiar afectan a la evolución de las estrellas en explosión y a los elementos que contienen Producir. Los estudios futuros ayudarán a responder una de las preguntas fundamentales de la física nuclear: el origen de los elementos. La combinación de tecnología de objetivos activos con un espectrómetro magnético permitirá a los investigadores examinar materiales radiactivos. Él intentó y modelar su comportamiento en entornos estelares.

resumen

En el Laboratorio Nacional de Ciclotrones Superconductores (ahora Instalación para paquetes de isótopos raros O FRIB), los investigadores utilizaron una cámara de proyección de tiempo objetivo activa junto con un espectrómetro magnético S800 para medir la interacción de intercambio de carga entre Radioactivo Haz de oxígeno 14 y objetivo de deuterio. Este tipo de medición ahora es posible gracias al alto brillo y sensibilidad de la tecnología de objetivo activo, donde el material objetivo (en este caso gas deuterio) también actúa como medio detector. El haz de oxígeno radiactivo-14 fue producido por una instalación de ciclotrón acoplado y se inyectó en un AT-TPC lleno de gas deuterio. Los dos protones de baja energía resultantes de la reacción se detectaron a partir de sus distintas trayectorias, mientras que el nitrógeno-14 escapó del volumen objetivo y fue detectado por el espectrómetro S800. Hasta ahora, este tipo de medición era imposible debido a las muy bajas energías de los protones después de la reacción, lo que los hacía muy difíciles de observar cuando se utilizaba un objetivo sólido.

Usando AT-TPC, los investigadores ahora pueden medir esta reacción frente a otras reacciones de corta duración. IIsótopos Disponible en FRIB. Este trabajo se llevó a cabo gracias a la colaboración de científicos de la Universidad Estatal de Michigan, la Universidad de Santiago en España, la Universidad de Mainz en Alemania, el Laboratorio Nacional Argonne y el Laboratorio Nacional Oak Ridge.

Finanzas

Este material se basa en el trabajo apoyado por la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía, la Oficina de Física Nuclear, la Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto Conjunto de Astrofísica Nuclear.

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