Алюминий-26 открывает сердца умирающих звезд

Наука

Алюминий-26 имеет долгоживущее квантовое состояние, которое трудно изучать в контролируемой лабораторной среде. Квантовое состояние — это описание всех возможных расположений компонентов в файле. кукуруза или другая система. Вместо этого ученые используют взаимодействие ионного пучка с мишенью для создания среды, которая добавляет нейтрон к радиоактивному изотопу кремний-26, чтобы изучить квантовые состояния, возбужденные в кремнии-27. Это те же состояния, которые заполняются при захвате протона на непрактичном долгоживущем квантовом состоянии алюминия-26. Такой подход возможен благодаря наблюдаемой симметрии между протонами и нейтронами. Эта симметрия означает, что добавление протона к долгоживущему состоянию алюминия-26 эквивалентно добавлению нейтрона в основное состояние кремния-26.

Влияние

Алюминий-26 дает редкое представление о процессах в звездах. Он распадается на магний-26, который излучает характерные гамма-лучи, которые можно наблюдать со спутников. Магний-26 может быть обнаружен в зернах доксолнечного материала звезд, существовавших до Солнца. В составе этих зерен есть признаки их родительских звезд. Скорость разрушения алюминия-26 за счет захвата протона имеет решающее значение для объяснения количества магния-26, наблюдаемого во Вселенной. Это исследование показало, что разрушение алюминия-26 путем захвата протона в долгоживущем состоянии происходит в восемь раз реже, чем предполагалось ранее. Этот результат указывает на необходимость дальнейших исследований.

резюме

Радиоактивный алюминий 26 позволяет ученым заглянуть в сердца умирающих звезд. Его дочерний изотоп, магний-26, был обнаружен в космосе и в гранулах до Солнца, содержание которых отражает состав родительской звезды.

Скорость, с которой алюминий-26 разрушается за счет захвата протона до его распада, имеет решающее значение для понимания того, сколько магния-26 находится во Вселенной. Однако алюминий-26 имеет долгоживущее квантовое состояние, которое может быть возбуждено в звездной среде, но менее возбуждающим в лаборатории. В этом случае также следует измерять захват протонов.

Ученые из Великобритании и США использовали эксперименты с радиальной мишенью в Национальной лаборатории циклотронных сверхпроводников в Университете штата Мичиган. Исследователи использовали нейтрон, добавленный к радиоактивному изотопу Кремний-26, для изучения возбужденных квантовых состояний кремния-27, которые являются теми же состояниями, которые заполняются при захвате протонов в алюминии-26. Это стало возможным, потому что протоны и нейтроны обладают замечательной симметрией, что делает добавление протона к долгоживущему состоянию в алюминии-26 эквивалентным добавлению нейтрона к основному состоянию кремния-26.

Результаты показали, что разрушение алюминия-26 долгоживущим состоянием в восемь раз меньше, чем предполагалось ранее.

Для получения дополнительной информации об этом исследовании:

Ссылка: «Использование симметрии изоспина для изучения роли изомеров в звездной среде» С. Халлам, Г. Лотей, А. Гейд, Д. Т. Доэрти, Дж. Белардж, П. К. Бендер, Б. А. Браун, Дж. Браун, В. Н. Кэтфорд, Б. Эльман, А. Эстраде, М. Р. Холл, Б. Лонгфелло, Э. Лундерберг, Ф. Монтес, М. Мукаддам, П. О’Мэлли, В.-Дж. Онг, Х. Шац, д-р Суринак, К. Шмидт, Н. К. Тимофеук, д-р Вейшар и РГТ Зегерс, 29 января 2021 г., доступно здесь. сообщения физического обзора.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.042701

Финансирование: это исследование финансировалось Министерством энергетики (DOE), Управлением науки, Управлением ядерной физики. Национальный научный фонд; Национальное управление по ядерной безопасности Министерства энергетики через Консорциум ядерной науки и безопасности и Совет по научно-техническому обеспечению (STFC) в Великобритании.