Новый взгляд на роль нуклонного обмена в ядерном синтезе

Низкоэнергетические реакции ядерного синтеза могут обеспечить чистую энергию. В звездах реакции низкоэнергетического синтеза во время фаз горения углерода и кислорода имеют решающее значение для звездной эволюции. Эти взаимодействия также дают ценную информацию об экзотических процессах, происходящих во внутренней оболочке нейтронных звезд во время аккреции материи.

Однако ученые не до конца понимают основную динамику, управляющую этими взаимодействиями. Ключом к открытию процесса синтеза является понимание того, как нуклоны перемещаются между двумя сливающимися ядрами. Когда ядра приближаются достаточно близко, чтобы ядерные силы вступили в силу, нейтроны и протоны могут мигрировать из одного ядра в другое. Это движение, вероятно, будет способствовать процессу интеграции.

Недавнее исследование изучило влияние на процессы низкоэнергетического синтеза с образованием изоспина. Это ключевое ядерное свойство, отличающее протоны от нейтронов. Исследователи использовали вычислительные методы и теоретическое моделирование для изучения слияния разных ядер с разными конфигурациями изоспина. Результаты показывают, что изо-спиновая конфигурация ядра в реакции синтеза играет решающую роль в понимании реакции. Этот документ опубликовано В журнале Физический осмотр c.

В этом исследовании исследователи из Университета Фиска и Университета Вандербильта использовали высокопроизводительные методы вычислительного и теоретического моделирования для детального изучения методом многих тел того, как динамика изоспина влияет на ядерный синтез при низких энергиях в ряде изотопов. В исследовании также изучалось, как форма рассматриваемых ядер влияет на эту динамику. В системах, где ядра несимметричны, изоспиновая динамика становится особенно важной, что часто приводит к низкому барьеру термоядерного синтеза, особенно в системах, богатых нейтронами. Это явление можно исследовать с помощью установок, специализирующихся на генерации пучков, состоящих из странных нестабильных ядер.

Результаты дают важные знания о фундаментальных ядерных процессах, которые управляют этими реакциями, что имеет далеко идущие последствия для таких областей, как ядерная физика, астрофизика и, возможно, однажды, для энергетики на основе ядерного синтеза.