중성자를 포획하는 느린 과정(s-process)은 별에서 일어나는 핵합성 과정 중 하나이다. 그 결과 우주에 있는 원소의 약 절반이 철보다 무겁습니다.
s-프로세스와 관련된 두 가지 중요한 반응은 Neon-22(알파, 감마)와 Neon-22(알파, 중성자)입니다. 이러한 반응에서 중성자가 풍부한 Neon-22는 알파 입자를 포착합니다. 포획은 에너지가 공급된 상태에서 마그네슘-26을 생성하는데, 이는 추가 에너지를 받았다는 것을 의미합니다.
그런 다음 정상 상태에서 마그네슘-26으로 이어지는 감마선이나 마그네슘-25로 이어지는 중성자를 방출하여 에너지를 방출합니다. Neon-22(알파, 감마) 및 Neon-22(알파, 중성자)의 반응 속도는 s-프로세스에 상당한 영향을 미칩니다. 이것은 셀레늄, 크립톤, 루비듐, 스트론튬 및 지르코늄과 같은 원소의 함량에 영향을 미칩니다.
과학자들은 우주에 있는 원소의 기원이 무엇인지라는 질문에 답하기 위해 오랫동안 노력해 왔습니다. 이에 대한 대답은 매우 어렵습니다. 다양한 분야의 연구자들의 협업과 방대한 실험 데이터가 필요합니다.
이 질문에 대한 답의 일부는 철보다 무거운 원소를 생성하는 특정 과정을 이해하는 것입니다. 이러한 요소 중 일부는 중성자 포획(s-과정)을 포함하는 별 내부의 특정 핵 반응의 결과로 형성됩니다.
중성자는 불안정하며 이 과정에 연료를 공급하기 위해 지속적으로 생성되어야 합니다. 중성자 소스의 반응 강도를 결정하는 것은 핵합성의 이 시나리오를 이해하는 데 중요합니다.
22Ne(α, γ) 26Mg 및 22Ne(α, n) 25Mg의 두 가지 반응이 s-프로세스 동안 중성자 플럭스에 강한 영향을 미칩니다. 이러한 반응의 확률(반응 단면이라고 함)은 항성 핵합성에 해당하는 에너지에서 매우 낮기 때문에 직접 측정하기 어렵습니다.
핵 물리학자 그룹은 두 가지 반응의 확률을 결정하기 위해 두 가지 간접적인 방법을 사용했습니다. 두 방법 모두 텍사스 A&M 대학의 Cyclotron Institute에서 생산된 22-네온 빔을 사용했습니다.
한 연구에서 과학자들은 알파 입자가 26-마그네슘에서 가장 중요한 여기 상태를 붕괴할 가능성을 측정했습니다. 또 다른 실험에는 동일한 여기 상태에 대한 중성자/감마 분기 비율의 직접 측정이 포함되었습니다.
이러한 연구의 조합으로 과학자들은 일관된 결론에 도달했습니다. 22Ne(α, n) 25Mg 반응의 실제 확률은 일반적으로 허용되는 확률보다 3배 낮습니다.
이 발견은 셀레늄, 크립톤, 루비듐, 스트론튬 및 지르코늄과 같은 s-공정의 일부 원소의 최종 함량을 크게 변경합니다.
2021-08-07 17:18:13
작가: Vitalii Babkin