Международная группа ученых впервые зафиксировала, как радиоактивный изотоп мышьяка-73 захватывает протон, образуя селен-74. Это достижение приближает научное сообщество к пониманию синтеза самых редких элементов во Вселенной.
Специалисты из Центра редких изотопов (FRIB) и их коллеги из США, Канады и Европы впервые осуществили прямое измерение ключевого этапа формирования p-ядер — загадочной группы протонно-богатых изотопов. Данные элементы, которые тяжелее железа, не могут быть получены стандартными процессами захвата нейтронов. Их происхождение оставалось одной из крупнейших загадок ядерной астрофизики на протяжении десятилетий, отмечает ScienceDaily.
В рамках эксперимента исследователи наблюдали, как радиоактивный изотоп мышьяка-73 поглощает протон, превращаясь в селен-74. Для этого был создан уникальный поток редких изотопов, а сам процесс воспроизведен в лабораторных условиях, имитирующих экстремальную среду взрывов сверхновых. «Несмотря на то что изучение происхождения p-ядер продолжается уже более 60 лет, прямое измерение таких реакций было практически невозможно. Эксперименты подобного рода стали возможны только сейчас благодаря таким установкам, как FRIB», — подчеркивает Артемис Цантири, ведущий автор работы.
Считается, что редкие элементы формируются в ходе так называемого гамма-процесса во время взрывов сверхновых. Интенсивные гамма-лучи выбивают частицы из тяжелых ядер, оставляя изотопы, богатые протонами. Со временем они преобразуются в стабильные p-ядра. Главной проблемой для ученых является то, что многие из участвующих в этом процессе изотопов крайне нестабильны и недолговечны. Именно поэтому до настоящего времени исследователи в основном опирались на теоретические модели.
Полученные результаты позволили вдвое уменьшить неопределенность в расчетах содержания селена-74 во Вселенной. Это значительный шаг вперед, однако обновленные модели все еще не полностью соответствуют наблюдаемым в природе данным. «Эти выводы приближают нас на шаг к пониманию происхождения самых редких изотопов во Вселенной», — отмечает профессор Артемис Спиру, научный руководитель проекта.
Данное исследование стало ярким примером успешного международного и междисциплинарного сотрудничества, а также продемонстрировало важность поддержки молодых ученых для решения фундаментальных задач науки.
Фото: hi-tech.mail.ru