大部分的核反應驅動元素的核合成在我們的宇宙中恒星等離子體發生在非常極端的條件。 這種強烈的環境中發現恒星的內部深處使得它幾乎不可能讓科學家執行核測量在這些條件——直到現在。
大部分的核反應驅動元素的核合成在我們的宇宙中恒星等離子體發生在非常極端的條件。 這種強烈的環境中發現恒星的內部深處使得它幾乎不可能讓科學家執行核測量在這些條件——直到現在。
在一個獨特的跨學科合作領域的等離子體物理、核天體物理學和鐳射聚變的研究小組包括科學家從勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL),俄亥俄大學,麻省理工學院(MIT)和洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL),描述實驗中執行類似恒星的內部條件。 團隊的研究結果發表自然物理。
第一熱核實驗是測量核反應截面——一個反應物量描述的概率將進行聚變反應——在高能量密度等離子體條件,相當於巨星的燃燒的核心,即比太陽大10-40倍。
“通常,這些核天體物理實驗進行加速器實驗在實驗室裡,變得特別具有挑戰性的低能量通常與核合成相關,“LLNL物理學家丹·凱西說,該論文的第一作者。
工作是由LLNL的國家點火裝置(NIF),世界上唯一的實驗工具能夠創建與溫度和壓力的恒星和行星的核心。 使用間接驅動方法,NIF用於驅動一個充氣膠囊內爆,加熱膠囊的溫度和壓縮密度高,聚變反應可以發生。
“最重要的發現是,我們複製之前測量加速器在截然不同的環境,”凱西說。 “這真的建立核天體物理領域的一個新工具為研究各種流程和反應,可能很難訪問任何其他方式”。
“也許最重要的是,這項工作將為潛在的實驗中的現象,只能在恒星內部的極端等離子體條件。 一個例子是等離子體電子檢查,在核合成過程重要,但沒有觀察到的實驗,”凱西說。
現在團隊已經建立了一個技術來執行這些測量,這樣相關的團隊由瑪麗亞Gatu詹森在麻省理工學院正在探索其他核反應和方法試圖測量等離子體電子在核的反應的影響。