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星星和太阳能物理学

星星和太阳能物理学

富裕的钽钽提供了锻造的重量

01 Dec 2020
核心崩溃超新星
元素伪造:核心崩溃超新加达SN 1987A的哈勃空间望远镜图像,在1987年出现在大型麦哲伦云中。(礼貌:NASA / ESA / P Chalkis和R Kirshner(Harvard-Smithsonian Astrophysics中心))

一系列富含中子钽离子是由在Riken工作的国际物理学家的第一次创造的 Kek同位素分离设施 (吻)在日本。壮举是通过的 菲利普沃克 在萨里大学和同事,使用最先进的同位素分离技术来分离和研究离子。他们的研究很快就会揭示濒临垂死的核进程如何创造我们今天观察到宇宙中的重点。

快速中子捕获,也称为“r-process”,是一系列核反应,即天体物理学家认为大约一半的元素对宇宙中的铁重。该过程被认为发生在核心崩溃超新星和中子 - 星相兼并中。它涉及核的连续捕获中子,以产生最终成为稳定的重核的中子的同位素。

为了更好地了解R过程,物理学家研究了加速器中制造的短暂的中子核心。中子钽核特别感兴趣,因为它们可以提供一种研究当核收集126个中子时会发生的方式,其中中子壳应关闭,R-Process应该暂时停止。

探测器数组

在这项最新研究中,研究人员能够孤立和研究钽-187核,其中有114个中子和73个质子。通过将氙离子烧成钨靶来产生同位素。然后在高压氩气中停止碰撞产品,并且可调谐激光器用于电离钽。然后将钽离子提取并分离在将离子传送到探测器阵列的光束中,以研究当核经历放射性衰减时发出的辐射。

碰撞过程可以在高角动量状态(称为异构体)和携带的钽核,并侧重于一个这样的异构体。通过查看当异构体衰减到钽-187的地面状态时的辐射,他们发现,快速旋转的核采用扩展(美式足球)和扁平(压扁球体)结构。

该团队表示,其结果清楚地表明,吻仪可以测量富含重中子核的性质。在未来的研究中,他们现在旨在调查更多中子的增加如何将钽核的形状提示为完全禁止。

他们还希望学习钽-199,预计将有一个闭合的中子壳,这些壳会暂时停止R-Process。如果可以实现这一目标,奖励将是新的见解,以如何在超新星和其他猛烈的天体物理事件中伪造重度。 “现在似乎是一个真正的可能性,进一步进一步并达到未知的钽-19,有126个中子,以测试爆炸之星机制,”沃克说。

研究描述了 物理评论信.

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者