Een groot deel van de elementen die ons omringen, worden geproduceerd in fusiereacties in sterren. Echter, elementen zwaarder dan ijzer vereisen complexere processen die plaatsvinden in verschillende astrofysische omgevingen om te worden geproduceerd. Het modelleren van deze processen vereist kennis over eigenschappen van de nucliden die deelnemen aan de reacties, zoals atoommassa. In zijn proefschrift op het gebied van kernfysica aan de Universiteit van Jyvaskyla heeft Markus Vilén de atoommassa's gemeten van 27 isotopen zwaarder dan ijzer en drie langlevende aangeslagen kerntoestanden. Daarvan werden voor het eerst 16 massa's gemeten.

De meting werd uitgevoerd met behulp van de JYFLTRAP Penning-val in het Accelerator Laboratory van de Universiteit van Jyväskylä. De resultaten helpen bij het verbeteren van theoretische modellen over, bijvoorbeeld, nucleosynthese in fusies van neutronensterren en in een bepaald type röntgenuitbarstingen.

De exotische radioactieve isotopen werden geproduceerd met behulp van de IGISOL-faciliteit in het Accelerator Laboratory. Het onderzoek richtte zich voornamelijk op massametingen aan neutronenrijke isotopen van zeldzame aardmetalen met behulp van de JYFLTRAP Penning-val. Aanvullend, isotopen met bijna gelijke proton- en neutronenaantallen werden bestudeerd.

"De resultaten hebben geleid tot een verbeterde nauwkeurigheid van voorspellingen door theoretische modellen over de hoeveelheden waarin verschillende elementen worden geproduceerd, bijvoorbeeld, fusies van neutronensterren. De metingen leverden ook nieuwe informatie op over de nucleaire structuur van neutronenrijke en neutronen-deficiënte isotopen, " zegt de Markus Vilén van de universiteit oh Jyväskylä.

In het onderzoek werden technieken ontwikkeld en getest voor zeer nauwkeurige massametingen en het produceren van radioactieve ionenbundels.

"Massa's van zelfs enkele ionen werden gemeten met precisies van enkele delen per miljard, ’ zegt Vilen.