В уникальном междисциплинарном сотрудничестве между областями плазменной физики, ядерной астрофизики и лазерного сплава, команды исследователей включая ученых из Ливерморской национальной лаборатории (LLNL), Университет Огайо, Массачусетский технологический институт (MIT) и Los Alamos National Laboratory (LANL), описывает эксперименты, выполненные в условиях как те из звездных интерьеров. Результаты команды были изданы по своей природе Физика.
Эксперименты – первые термоядерные измерения ядерных поперечных сечений реакции – количество, которое описывает вероятность, что реагенты подвергнутся реакции сплава – в условиях плазмы высокой плотности энергии, которые эквивалентны горящим ядрам гигантских звезд, т.е. в 10-40 раз более значительны, чем солнце. Эти чрезвычайные плазменные условия имеют удельные веса водородного изотопа, сжатые фактором тысячи к близости то из основательного лидерства и температур, нагретых до ~50 миллионов Келвина. Это также условия в звездах, которые приводят к суперновинкам, самым крупным взрывам во вселенной.«Обычно, эти виды ядерных экспериментов астрофизики выполнены на экспериментах акселератора в лаборатории, которые становятся особенно сложными в низких энергиях, часто важных для nucleosynthesis», сказал физик LLNL Дэн Кейси, ведущий автор на бумаге. «Поскольку поперечные сечения реакции падают быстро с уменьшающейся энергией реагента, исправления показа связанного электрона становятся значительными, и земные и космические второстепенные источники становятся главной экспериментальной проблемой».
Работа проводилась в National Ignition Facility (NIF) LLNL, единственном экспериментальном инструменте в мире, способном к созданию температур и давлений как найденные в ядрах звезд и гигантских планет. Используя косвенный подход двигателя, NIF использовался, чтобы стимулировать газонаполненную краткую имплозию, нагревая капсулы до экстраординарных температур и сжимая их к высоким удельным весам, где реакции сплава могут произойти.«Один из самых важных результатов – то, что мы воспроизвели предшествующие измерения, сделанные на акселераторах в радикально различных условиях», сказала Кейси. «Это действительно устанавливает новый инструмент в ядерной области астрофизики для изучения различных процессов и реакций, которые могут быть трудными получить доступ к любому другому пути».
«Возможно, самое главное эта работа закладывает основу для потенциальных экспериментальных тестов явлений, которые могут только быть найдены в чрезвычайных плазменных условиях звездных интерьеров. Один пример имеет плазменный электронный показ, процесс, который важен в nucleosynthesis, но не наблюдался экспериментально», добавила Кейси.
Теперь, когда команда установила технику, чтобы выполнить эти измерения, связанные команды как этот во главе с Марией Гэту Джонсон в MIT надеются исследовать другие ядерные реакции и способы попытаться измерить воздействие плазменных электронов на ядерных реакциях.