Учени разкриват как се раждат златото и платината във Вселената

Екип от Университета на Тенеси измери за първи път енергията при бета-забавено излъчване на два неутрона и откри неочаквано състояние в калай-133. Данните могат да пренапишат моделите за r-процеса при свръхнови и сблъсъци на неутронни звезди.

Учени от Университета на Тенеси, САЩ, съобщават за серия резултати, които изясняват как се раждат тежките елементи във Вселената. Сред тях са златото и платината. Изследването е публикувано в Physical Review Letters, съобщава „Сайънс дейли“.

Тежките елементи се образуват в условия, които почти не съществуват на Земята. Това става при експлозии на свръхнови. Случва се и при сблъсъци на неутронни звезди. Тогава се активира r-процесът. Това е бързо улавяне на неутрони от атомни ядра.

При r-процеса ядрата поглъщат неутрони едно след друго. Те стават нестабилни. След това се разпадат. Така се превръщат в по-устойчиви елементи. Проблемът е, че много от ядрата в този път са редки. Те съществуват само части от секундата. Това прави директното им изследване трудно.

Експериментът в ЦЕРН и рядката следа на индий-134

За да проследят тези превръщания, учените провеждат експерименти в ЦЕРН. Те работят с рядък изотоп индий-134. При разпада му се образуват възбудени състояния на изотопи на калай. Това са калай-134, калай-133 и калай-132.

Екипът използва специален неутронен детектор. Целта е точна регистрация на продуктите от разпада. Това е ключово, защото неутроните лесно се разсейват. Така измерванията често са нееднозначни.

Първо измерване на енергията при излъчване на два неутрона

Най-важният резултат е първото измерване на енергията на неутроните при бета-забавено излъчване на два неутрона. Това е рядък тип разпад. Той се случва само при силно нестабилни ядра.

„Освобождаването на два неутрона е най-важният резултат от нашата работа“, казва проф. Робърт Гживоч от екипа.

Досега подобни процеси са били трудни за разграничаване. В много случаи не е било ясно дали се отделя един или два неутрона. Предишни експерименти не са измервали и енергията им. Новата методика отваря път към по-точни тестове на теориите.

Неочаквано състояние в калай-133 и удар по статистическите модели

Вторият важен резултат е първото наблюдение на отдавна предсказано неутронно състояние в ядрото на калай-133. Според учените то е междинен етап при освобождаването на два неутрона.

Новите данни поставят под съмнение и стара представа. Тя гласи, че след разпад ядрото бързо „забравя“ как е било образувано. Според екипа част от тази информация се запазва.

Третото откритие е още по-остро за теорията. Новото състояние се появява по начин, който не съвпада с предсказанията на статистическите модели. Това подсказва, че описанието на нестабилните ядра е непълно.

Учените очакват, че по-точните модели на r-процеса ще помогнат да се обясни химическата еволюция на Вселената. Това включва и произхода на тежки елементи като злато и платина. Следващите експерименти с нестабилни ядра може да променят разбирането за най-екстремните астрофизични събития.

Още новини в категория Лайфстайл

Последвайте ни в Telegram: https://t.me/p26news