Ученые раскрыли 20-летнюю ядерную тайну происхождения золота во Вселенной

Ядерные физики из университета Теннесси (UT) в сотрудничестве с учеными ЦЕРН представили результаты исследования, проясняющего механизмы формирования золота, платины и других тяжелых элементов. В статье, опубликованной в Physical Review Letters, описываются три ключевых открытия, касающихся поведения нестабильных атомных ядер в ходе r-процесса (быстрого захвата нейтронов), происходящего при коллапсе звезд и столкновении нейтронных звезд.

Эксперименты проводились на установке ISOLDE в ЦЕРН с использованием редкого изотопа индия-134. Основным достижением стало первое в истории измерение энергии нейтронов при бета-задержанной эмиссии двух нейтронов. Ранее ученые не могли точно зафиксировать этот процесс из-за нестабильности экзотических ядер и технических сложностей идентификации вылетающих частиц. Новые данные позволяют значительно уточнить теоретические модели, описывающие путь превращения легких ядер в тяжелые вдоль так называемой «дорожки нуклидов».

Вторым важным открытием стало обнаружение предсказанного 20 лет назад одночастичного нейтронного состояния в олове-133. Исследователи опровергли теорию «ядра-амнезиака», согласно которой ядро олова полностью теряет информацию о своем происхождении (распаде индия) при охлаждении. Выяснилось, что «память» о предыдущем состоянии сохраняется, что требует пересмотра существующих статистических моделей ядерных реакций.

Третий результат выявил нетипичное распределение уровней энергии в исследуемых изотопах, которое не соответствует стандартным ожиданиям физиков. По словам профессора Роберта Гживача (Robert Grzywacz), эти аномалии указывают на необходимость разработки новых теоретических подходов для описания экстремальных систем, находящихся далеко от линии стабильности. Полученные сведения станут фундаментом для создания более точных симуляций звездных взрывов и синтеза материи во Вселенной.

Источник: ScienceDaily