L’origine degli elementi pesanti. Parliamo anche di oro, platino e uranio…

I fisici nucleari hanno condotto un nuovo esperimento per studiare la natura e l’origine degli elementi pesanti che esistono nell’universo.

L'origine degli elementi pesanti. Parliamo anche di oro, platino e uranio...

Gli scienziati hanno svelato molti misteri del mondo che ci circonda ma ce ne sono ancora numerosi che aspettano di essere scoperti.

Uno dei più affascinanti, che riguarda la fisica nucleare, è il motivo per cui l’universo sia composto dai materiali che vediamo intorno a noi. In altre parole, perché è fatto di queste cose e non di altre cose? Quali sono i processi fisici che producono elementi pesanti come, per esempio, oro, platino e uranio?

Comprendere gli eventi stellari e l’universo primordiale

I fisici ritengono che tali processi accadano durante fusioni di stelle di neutroni ed eventi stellari esplosivi. Tuttavia, nessuno aveva ancora condotto un esperimento come quello degli scienziati dell’Argonne National Laboratory (Stati Uniti) presso il CERN di Ginevra. Questo studio può fornire informazioni importanti sui processi che creano i nuclei esotici (sono nuclei non stabili) e sui modelli degli eventi stellari e dell’universo primordiale.

Il team di fisici ha osservato per la prima volta la struttura a guscio dei neutroni di un nucleo con meno protoni del piombo e più di 126 neutroni. Per la fisica nucleare il 126 è un numero magico e i nuclei che hanno un numero di neutroni al di sopra di 126 sono in gran parte sconosciuti, dal momento che sono difficili da produrre. Ma la conoscenza del loro comportamento è fondamentale per comprendere il processo di cattura dei neutroni (r-processor), responsabile di molti degli elementi pesanti nell’universo.

Si ritiene che l’r-processor si verifichi in condizioni stellari estreme, come nelle fusioni di stelle di neutroni o supernove. Questi ambienti ricchi di neutroni sono i luoghi in cui i nuclei possono crescere rapidamente, catturando neutroni per produrre elementi nuovi e più pesanti.

Come si sono formati gli elementi all’inizio dell’universo?

Come dice uno dei fisici dell’Argonne National Laboratory, Ben Kay, una delle più grandi domande di questo secolo è come si siano formati gli elementi all’inizio dell’universo. Ma poiché non è possibile disporre di supernove sul nostro pianeta, gli scienziati devono creare artificialmente questi ambienti estremi per poi studiare le reazioni che si verificano in essi.

Esattamente quello che hanno fatto al CERN di Ginevra. Un raggio di protoni ad alta energia è stato lanciato contro un bersaglio di piombo fuso, con le conseguenti collisioni che hanno prodotto centinaia di isotopi esotici e radioattivi.

Quindi, gli scienziati hanno separato mercurio-206 dagli altri frammenti. Poi, con l’acceleratore HIE-ISOLDE del CERN hanno creato un fascio di nuclei con la più alta energia mai raggiunta. Hanno quindi focalizzato il raggio su un bersaglio al deuterio all’interno del nuovo ISOLDE Solenoidal Spectrometer (ISS). In questo modo si è osservato per la prima volta lo spettro degli stati eccitati del mercurio-207.

Le prime analisi dei dati di questo esperimento confermano le previsioni teoriche degli attuali modelli nucleari. Adesso, gli scienziati pensano di studiare altri nuclei nella regione del mercurio-207, una regione fino ad ora sconosciuta della fisica nucleare.

I risultati di questo studio sono stati pubblicati in Physical Review Letters.

METALLIRARI.COM © SOME RIGHTS RESERVED

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

Send this to a friend