Magnetni tragovi unutar atomske jezgre pomažu objasniti kako se elementi formiraju u zvijezdama

Znanstvenici su otkrili nove uvide u to kako se elementi formiraju u zvijezdama otkrivanjem magnetnih prijelaza unutar atomskih jezgara. Tim pod vodstvom Centra za rijetke izotopske zrake (FRIB) identificirao je izvor neobičnog viška niskoenergetskih gama zraka koje emitira jezgra cinka-70.

Istraživanje je uključivalo široku međunarodnu suradnju, okupljajući stručnjake iz 25 institucija širom Sjedinjenih Država, Kanade, Italije, Njemačke, Norveške i Južne Koreje. Znanstvenici iz velikih nacionalnih laboratorija, uključujući Lawrence Livermore National Laboratory, Los Alamos National Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory i Pacific Northwest National Laboratory, pridonijeli su istraživanju. Rad naglašava rastuću sinergiju između temeljnog istraživanja i praktičnih primjena, osobito u područjima povezanim s nacionalnom sigurnošću i proizvodnjom energije.

Ove emisije proučavaju se pomoću koncepta funkcije jačine gama zraka, koja opisuje vjerojatnost emisije gama zraka na specifičnim energijama. Godinama su fizičari primijetili anomaliju poznatu kao pojačanje niske energije (LEE), neočekivano povećanje gama zraka niske energije koje emitiraju određene jezgre. Unatoč opsežnim istraživanjima, točan mehanizam iza ovog fenomena ostao je nejasan. Najnovija studija pokazuje da je LEE prvenstveno pokrenut magnetskim prijelazima, a ne električnim.

Ovaj nalaz dovodi u pitanje prethodne pretpostavke i sugerira da magnetne interakcije igraju značajniju ulogu u nuklearnom ponašanju nego što se ranije mislilo. Rezultati pružaju jasniju vezu između eksperimentalnih podataka i teorijskih modela, nudeći čvrst okvir za buduće studije. Implikacije ovog otkrića protežu se izvan nuklearne fizike u astrofiziku.

Točan modeliranje tih procesa ključno je za razumijevanje životnih ciklusa zvijezda i distribucije kemijskih elemenata u cijelom svemiru. Međutim, mjerenje LEE-a predstavlja značajne tehničke izazove. Signali su slabi i lako zamagljeni pozadinskim smetnjama, što zahtijeva naprednu instrumentaciju i prefinjene analitičke tehnike.

Glavna autorka studije, Eleanor Ronning, naglasila je značaj otkrića. Kao bivša postdiplomska studentica FRIB-a i trenutna postdoktorska istraživačica na Nacionalnom institutu za nuklearnu fiziku u Padovi u Italiji, primjetila je da je LEE u početku iznenadila znanstvenu zajednicu. "Bilo je to šok za zajednicu kada je prvi put opažena", objasnila je.

"Sada imamo dosljedno objašnjenje koje povezuje eksperimentalna promatranja s teorijom", izjavila je. "To usklađivanje jača temelj za daljnje istraživanje složene interakcije između nuklearne strukture i astrofizičkih procesa".