science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wetenschappers meten voor het eerst nauwkeurig de waarschijnlijkheid van elektronenvangst door de neon-20 isotoopkernen

Onderzoekers hebben de verboden nucleaire overgang tussen 20F en 20Ne gemeten. Met deze meting konden ze een nieuwe berekening maken van de elektronenvangstsnelheid van 20Ne, een snelheid die belangrijk is voor het voorspellen van de evolutie van sterren met middelmatige massa. Krediet:APS/Alan Stonebraker

Een groot internationaal team van onderzoekers heeft empirisch de waarschijnlijkheid van elektronenvangst door de neon-20-isotoop gemeten ( 20 Ne) voor de eerste keer. Het team heeft twee artikelen gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling C waarin ze hun prestatie beschrijven en uitleggen hoe hun experimenten betrekking hebben op het verval van middelgrote sterren.

Eerder onderzoek heeft uitgewezen dat aan het einde van hun leven, kleine sterren vormen witte dwergen voordat ze hun buitenste lagen laten vallen. En grote sterren eindigen met een supernova-uitbarsting, resulterend in de vorming van een neutronenster of zwart gat. Hoe tussensterren sterven is niet zo goed gedefinieerd. Sommige onderzoeken hebben gesuggereerd dat ze massa verliezen en witte dwergen worden; anderen hebben ontdekt dat ze barsten zoals de grotere sterren. Voorafgaand onderzoek heeft ook aangetoond dat een van de bepalende factoren die bepalen op welke manier een tussenster zal sterven, de snelheid is van elektronenvangst door 20 nee en, als resultaat, de snelheid waarmee fluor-20 ( 20 F) verschijnt. Maar tot nu toe, de waarschijnlijkheid van overgang door dergelijke kernen was niet nauwkeurig gemeten in een laboratoriumexperiment. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben precies dat gedaan.

De experimenten werden uitgevoerd in het JYFL Accelerator Laboratory in Finland. Daar, bombardeerden de onderzoekers een koolstoffolie met 20 F kernen, ze dwongen ze om in de folie te worden ingebed - ze maten vervolgens het radioactieve verval. Volgende, ze berekenden de kans op een overgang. Ze melden dat ze 0,00041 procent van de 20 F kernen vervallen tot 20 nee 0+ .

Het team paste vervolgens wat ze hadden geleerd toe op tussentijdse sterdood. Met behulp van de resultaten van hun experimenten, ze ontdekten dat er een grote (acht keer) toename was in de snelheid van elektronenvangst. Omdat het zo groot was, de onderzoekers suggereren dat het zou leiden tot zuurstoffusie bij lagere dichtheden. De resulterende detonatie zou dus relatief klein moeten zijn, geen supernova. Het eindresultaat zou een witte dwerg zijn. Toen ze simulaties uitvoerden met hun bevindingen, ze eindigden allemaal met de vorming van een witte dwerg. Dus, zij concluderen, het lijkt onwaarschijnlijk dat tussensterren eindigen als neutronensterren of zwarte gaten.

© 2020 Wetenschap X Netwerk