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Investigadores del Grupo de Física Nuclear de Surrey han colaborado con el Laboratorio Nacional TRIUMF (Canadá) para lograr la primera medición directa de una reacción de supernova en un laboratorio utilizando un haz acelerado de núcleos radiactivos.
El estudio pionero, en el que se descubrió que la velocidad de la reacción astrofísica estudiada era significativamente inferior a la predicha anteriormente por la teoría, se ha publicado en Physical Review Letters.
Determinar el origen de los elementos más pesados que el hierro en nuestra galaxia sigue siendo una de las cuestiones abiertas más candentes de la ciencia moderna. Esto se aplica en particular a la treintena de "núcleos p" que representan alrededor del uno por ciento de los elementos pesados observados en nuestro sistema solar, pero cuyo origen astrofísico sigue siendo un misterio. Dado que no es posible observar directamente estos elementos en las estrellas o en los restos de supernovas debido a su escasez, la única forma de estudiarlos anteriormente era mediante una combinación de experimentos, modelos teóricos y datos meteoríticos.
La reciente investigación, dirigida por el Dr. Gavin Lotay, del Departamento de Física, utilizó instalaciones avanzadas del laboratorio TRIUMF, y los resultados indican un aumento en la producción de un núcleo p específico, el Estroncio-84, durante el proceso gamma (el modelo más exitoso para la producción de núcleos p hasta la fecha). Esto puede ayudar a explicar la observación de los niveles aumentados de Estroncio-84 en el meteorito Allende y arrojar luz sobre otros procesos astrofísicos.
El Dr. Lotay dijo: "El acoplamiento de un conjunto de rayos gamma de alta resolución con un separador electrostático avanzado para medir las reacciones del proceso gamma representa un hito clave en la medición directa de los procesos astrofísicos. Se creía que este tipo de mediciones estaban fuera del alcance de las tecnologías experimentales actuales y el último estudio ha abierto un gran abanico de posibilidades para el futuro."
Fuentes, créditos y referencias:
G. Lotay et al, First Direct Measurement of an Astrophysical p -Process Reaction Cross Section Using a Radioactive Ion Beam, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.112701
Imagen: El experimento se realizó con el espectrómetro de retroceso EMMA acoplado al conjunto de rayos gamma TIGRESS en el Laboratorio Nacional TRIUMF. Crédito: Universidad de Surrey