De la CERN la stele: Noi descoperiri despre formarea aurului și a altor elemente grele

Un studiu realizat de cercetători de la Universitatea din Tennessee a adus noi informații despre modul în care se formează elementele grele, precum aurul și platina. Rezultatele cercetării, publicate recent, ar putea revoluționa înțelegerea evenimentelor cosmice majore. Studiul se bazează pe experimente realizate la CERN și oferă o perspectivă detaliată asupra proceselor nucleare care au loc în stele.

Procesul de captare rapidă a neutronilor și formarea elementelor grele

Aurul, la fel ca și alte elemente grele, nu este produs în mod obișnuit în natură, ci se formează în condiții extreme, în urma unor evenimente cosmice violente, cum ar fi coliziunile dintre stele sau exploziile stelare. Aceste fenomene declanșează un proces specific, numit „captare rapidă a neutronilor”. În cadrul acestui proces, nucleele atomice absorb rapid neutroni, devenind astfel tot mai grele și instabile. Aceste nuclee instabile se descompun ulterior în forme mai stabile, în urma acestor transformări rezultând elemente grele, inclusiv aurul.

Deoarece aceste nuclee sunt extrem de instabile și au o durată de viață foarte scurtă, studiul lor direct este dificil. Din acest motiv, cercetătorii au apelat la modele teoretice pentru a înțelege aceste procese. Însă, aceste modele aveau limite clare, pentru a putea prezice cu acuratețe comportamentul acestor nuclee extrem de instabile.

Experimente la CERN: O nouă perspectivă asupra proceselor nucleare

Pentru a înțelege mai bine aceste procese, oamenii de știință au realizat experimente la CERN, utilizând instalația ISOLDE. Aici, s-a lucrat cu un izotop rar, indiu-134, obținut în condiții controlate și extrem de precise. Cu ajutorul unor tehnici avansate de separare cu laser și a unor detectoare performante de neutroni, cercetătorii au reușit să observe procese care anterior erau doar teoretizate.

Cea mai importantă descoperire a fost prima măsurare a energiei neutronilor emiși într-un proces rar, numit dezintegrare beta cu emisie întârziată a doi neutroni. „Acest tip de reacție apare doar în nuclee exotice, foarte instabile, și oferă indicii valoroase despre cum evoluează materia în condiții extreme”, au explicat cercetătorii. Prin aceste experimente, oamenii de știință au reușit să obțină date empirice care îmbogățesc înțelegerea proceselor nucleare.

Pe lângă aceste rezultate, cercetătorii au identificat o stare a neutronilor în staniu-133, confirmând o ipoteză teoretică mai veche. Până de curând, se credea că nucleul „uită” complet procesul anterior de dezintegrare, comportându-se ca un sistem fără memorie. Noile date arată, însă, că lucrurile sunt mai complexe și că aceste nuclee pot păstra informații despre etapele anterioare. Această descoperire impune revizuirea teoriilor existente pentru a explica aceste comportamente.

În ceea ce privește populația stărilor nucleare, rezultatele nu respectă tiparele statistice clasice, sugerând că modelele actuale nu mai sunt suficiente, mai ales când vine vorba despre nuclee foarte îndepărtate de stabilitate. Aceste concluzii devin cu atât mai importante cu cât se pune accentul pe studiul elementelor extrem de rare, cum ar fi tennessine, unde comportamentul nuclear este și mai dificil de anticipat.

În urma acestor descoperiri, cercetătorii intenționează să continue experimentele la CERN, cu scopul de a explora în detaliu procesele nucleare în condiții extreme. Noile date vor fi utilizate pentru a îmbunătăți modelele teoretice și pentru a înțelege mai bine formarea elementelor grele în Univers.

Sursa: Playtech.ro