137322
A tudomány hírei
Vissza
2015. 12. 16.

Debreceni kutatók egy igen ritka atommag-reakció első megfigyelői között

A vörös óriás csillagokban lejátszódó egyik nagyon ritka magreakciót sikerült elsőként megfigyelni az olaszországi Gran Sasso Nemzeti Laboratóriumban, magyar kutatók részvételével. A méréseket a világ egyetlen mély földalatti gyorsítójával végezte a LUNA nemzetközi együttműködés, amelyben az MTA Atomki kutatói is részt vesznek.

Sok milliárd év múlva Napunk vörös óriás csillaggá válik. Az ilyen csillagokban lezajló igen ritka atommagreakciót sikerült laboratóriumi körülmények között megfigyelnie a LUNA nemzetközi együttműködés keretében. A LUNA együttműködés az olaszországi Gran Sasso Nemzeti Laboratóriumban végzi kísérleteit, melyek során most először sikerült megfigyelni egy olyan reakciót, mely világunk egyik fontos kémiai eleme, a nátrium kialakulásáért felelős vörös óriásokban. A kutatók a Physical Review Letters folyóiratban publikálták eredményeiket.

A Gran Sasso Nemzeti Laboratórium
A Gran Sasso Nemzeti Laboratórium

 

A LUNA lelke

A LUNA gyorsító protonok vagy alfa-részecskék nyalábját állítja elő és ütközteti egy megfelelően kiválasztott kémiai elem (jelen esetben neon) atommagjaival. Különleges detektálási technikát alkalmaznak az igen kis valószínűséggel lejátszódó reakciók megfigyelésére. A laboratórium fölötti mintegy másfél kilométeres sziklaréteg pedig úgy segíti a kísérleteket, hogy leárnyékolja a világűrből érkező kozmikus sugárzást, amely lehetetlenné tenné a folyamatok pontos megfigyelését.

A LUNA kísérletek lelke (mint azt a betűszót adó Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics név is mutatja) egy mélyen a földfelszín alatt lévő részecskegyorsító. A világon ez az egyetlen olyan berendezés, ahol a föld alatti elhelyezkedés eredményeként a kozmikus háttérsugárzás olyan alacsony, hogy máshol nem vizsgálható folyamatok is kutathatókká válnak. A gyorsítóval olyan atommagok közötti kölcsönhatások vizsgálhatók, melyek csillagok belsejében, vagy éppen az ősrobbanás után játszódnak/játszódtak le, felépítve a világunkat alkotó kémiai elemeket.

Az együttműködés legújabb kísérletében protonok és 22-es tömegszámú neon-izotópok között lejátszódó magreakciót vizsgált. A reakcióban sikerült megfigyelni három „rezonanciát”, azaz olyan energiatartományokat, ahol a folyamat valószínűsége jelentősen megnő. Ez a megfigyelés igen nagy jelentőségű a vörös óriások energiatermelése és annak a nátriumnak a kialakulása szempontjából, mellyel például (nátrium-klorid formájában) ételeinket sózzuk itt a Földön.

A Gran Sasso Nemzeti Laboratórium belsejében
A Gran Sasso Nemzeti Laboratórium belsejében


„Eredményünk egy fontos lépés a kémiai elemek eredetének megértéséért tett hosszú úton, amelyen a LUNA együttműködés már 25 éve halad‟ – mondta Paolo Prati, az együttműködés szóvivője. „A csillagok energiatermelésük közben építik fel a világunkat alkotó kémiai elemeket, melynek során magreakciók bonyolult láncolata játszódik le. E reakciók közül még igen keveset sikerült a csillagokra jellemző körülmények között vizsgálnunk itt a Földön. A kevés sikeres vizsgálat többsége a LUNA együttműködés nevéhez kötődik. "

Magyar részvétel a LUNA együttműködésben

A LUNA nemzetközi együttműködés jelenleg mintegy 50 fizikusból áll, akik olasz, magyar német és skót intézetekből kerülnek ki (INFN, Olaszország; Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Németország; School of Physics and Astronomy of the University of Edinburgh, Egyesült királyság). A Magyar Tudományos Akadémia debreceni Atommagkutató Intézet fizikusai 15 éve, az együttműködés születésétől részt vesznek annak munkájában. Több projekt vezetésével és folyamatos részvételükkel a kutatómunkában megbecsült szerepet játszanak a kollaboráció működésében.

A Physical Revew Letters-ben megjelent cikk ide kattintva olvasható.

A kutatóhelyről szóló olasz nyelvű videó ide kattintva tekinthető meg.

További információ


Gyürky György tudományos tanácsadó

4026 Debrecen, Bem tér 18/c

+36 52 509 246/11269

gyurky.gyorgy@atomki.mta.hu