Dövri cədvəldəki ağır elementlərin mənşəyini başa düşmək bütün fizikanın ən çətin açıq problemlərindən biridir. Los Alamos Milli Laboratoriyasının rəhbərlik etdiyi komanda “nukleosintez” yolu ilə bu elementlər üçün uyğun şərait axtarışında əvvəllər heç bir tədqiqatçının getmədiyi yerə gedir: qamma-şüaları partlayan reaktiv və çökmüş ulduzlardan ətrafdakı barama meydana gəlir.

“The Astrophysical Journal” jurnalındakı məqalədə təklif edildiyi kimi , reaktivin dərinliklərində istehsal olunan yüksək enerjili fotonlar ulduzun xarici təbəqələrini neytronlara həll edərək ağır elementlərin əmələ gəlməsi ilə nəticələnən bir sıra fiziki proseslərə səbəb ola bilər.

“Uran və plutonium kimi ağır elementlərin yaradılması ekstremal şərtləri tələb edir” dedi Los Alamos fiziki Metyu Mumpauer. “Kosmosda bu elementlərin əmələ gələ biləcəyi bir neçə canlı, lakin nadir ssenarilər var və bütün bu cür yerlərin çoxlu miqdarda neytronlara ehtiyacı var. Biz bu neytronların əvvəlcədən mövcud olmadığı, lakin ulduzda dinamik şəkildə əmələ gəldiyi yeni bir fenomen təklif edirik.”

Sərbəst neytronların təxminən 15 dəqiqəlik qısa yarı ömrü var və bu, ağır elementlər yaratmaq üçün lazım olan bolluqda mövcud olduğu ssenariləri məhdudlaşdırır. Dövri cədvəldə ən ağır elementlərin əmələ gəlməsinin açarı sürətli neytron tutma prosesi və ya “r prosesi” kimi tanınır və kainatda təbii olaraq meydana gələn bütün torium, uran və plutoniumun istehsalından məsul olduğu düşünülür.

Komandanın çərçivəsi r prosesinin çətin fizikasını götürür və ağır elementlərin əmələ gəlməsi ilə nəticələnə biləcək ulduzların çökmələri ətrafında reaksiyalar və proseslər təklif etməklə onları həll edir.

Ağır elementlərin əmələ gəlməsini başa düşməkdən əlavə, təklif olunan çərçivə neytron nəqli, multifizika simulyasiyaları və nadir hadisələrin müşahidəsi ilə bağlı kritik sualları həll etməyə kömək edir – bunların hamısı tədqiqatdan fikirlər əldə edə bilən milli təhlükəsizlik proqramları üçün maraqlıdır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745831211&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-framework-stars-dissolve-neutrons-forge.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE1Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiXV0sMF0.&dt=1745831211722&bpp=1&bdt=38&idt=76&shv=r20250423&mjsv=m202504220101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745830976%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745830976%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745830976%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7640181290498&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2032&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95358975%2C95359237%2C95359120%2C31090357%2C95340253%2C95340255&oid=2&pvsid=5209556664832252&tmod=546659483&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=81

Qarda şumlayan yük qatarı kimi

Mumpower-ın təklif etdiyi ssenaridə nüvə yanacağı bitən kimi nəhəng bir ulduz ölməyə başlayır. Artıq öz cazibə qüvvəsinə qarşı çıxa bilməyən ulduzun mərkəzində qara dəlik əmələ gəlir. Əgər qara dəlik kifayət qədər sürətlə fırlanırsa, qara dəliyin yaxınlığındakı son dərəcə güclü cazibə qüvvəsinin çərçivəni sürükləyən effektləri maqnit sahəsini fırladıb güclü reaktiv buraxır. Sonrakı reaksiyalar vasitəsilə bəziləri yüksək enerjidə olan geniş spektrli fotonlar yaradılır.

Mumpower bildirib ki, reaktiv qarşıdakı ulduzun içindən partlayaraq, reaktivin ətrafında “qarda şumlayan yük qatarı kimi” materialdan qaynar koza yaradır. Reaktivin ulduz materialı ilə interfeysində yüksək enerjili fotonlar (yəni işıq) atom nüvələri ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilir, protonları neytronlara çevirir.

Mövcud atom nüvələri də ayrı-ayrı nuklonlarda həll olunaraq r prosesini gücləndirmək üçün daha çox sərbəst neytronlar yarada bilər. Komandanın hesablamaları göstərir ki, işıq və maddə ilə qarşılıqlı təsir nanosaniyə kimi inanılmaz sürətlə neytronlar yarada bilər.

Yüklərinə görə protonlar güclü maqnit sahələrinə görə reaktivdə tutulurlar. Şarjsız olan neytronlar reaktivdən çıxarılaraq barama içərisinə atılır. Relyativistik şok yaşadıqdan sonra, neytronlar ətrafdakı ulduz materialı ilə müqayisədə olduqca sıxdır və beləliklə, r prosesi baş verə bilər, ağır elementlər və izotoplar saxtalaşdırılaraq ulduz parçalanarkən kosmosa atılır.

Protonların neytronlara çevrilməsi prosesi və sərbəst neytronların ağır elementlər əmələ gətirmək üçün ətrafdakı baramalara qaçması prosesi geniş fizika prinsiplərini əhatə edir və təbiətin bütün dörd əsas qüvvəsini əhatə edir: atom və nüvə fizikası sahələrini hidrodinamika və ümumi nisbi nəzəriyyə ilə birləşdirən əsl multifizika problemi.

Komandanın səylərinə baxmayaraq, r-prosesi zamanı yaranan ağır izotoplar Yer kürəsində heç vaxt yaradılmadığı üçün daha çox problem qalmaqdadır. Tədqiqatçılar onların xüsusiyyətləri, məsələn, atom çəkisi, yarı ömrü və s.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Qeyri-adi hadisələrin izahı?

Komanda tərəfindən təklif olunan yüksək enerjili reaktiv sistem uzun müddətli qamma-şüa partlamaları ilə əlaqəli optik və infraqırmızı elektromaqnit şüalarının parıltısı olan kilonovanın yaranmasının izahına kömək edə bilər. Kilonovalar ilk növbədə iki neytron ulduzun toqquşması və ya bir neytron ulduzu ilə qara dəliyin birləşməsi ilə əlaqələndirilmişdir.

Bu intensiv toqquşmalar ağır elementlərin əmələ gəlməsinin kosmik fabriklərini müşahidələrlə təsdiqləmək üçün mümkün üsullardan biridir. Yüksək enerjili foton reaktivi vasitəsilə ulduzların əriməsi ağır elementlərin və onların istehsal edə biləcəyi kilonun istehsalı üçün alternativ bir mənşə təklif edir ki, bu da əvvəllər çökən ulduzlarla əlaqəli olduğu düşünülməmişdir.

Bununla əlaqədar olaraq, alimlər dərin dəniz çöküntülərində dəmir və plutonium müşahidə ediblər. Tədqiqatdan sonra bu yataqların yerdənkənar mənbələrdən olduğu təsdiqlənir, baxmayaraq ki, kilonova meydana gətirən hadisələrdə olduğu kimi, xüsusi yer və ya kosmik hadisə hələ də çətin olaraq qalır. Dağılan yüksək enerjili reaktiv ssenarisi dənizin altında tapılan bu ağır elementlərin mənbəyi kimi maraqlı bir ehtimalı təmsil edir .

Təklif olunan çərçivəni daha tam başa düşmək üçün Mumpower və komandası mürəkkəb mikrofizika qarşılıqlı təsirləri də daxil olmaqla, öz modellərində simulyasiyalar aparmağa ümid edirlər.

Daha çox məlumat: Matthew R. Mumpower et al, Let There Be Neutrons! Yüksək enerjili fotonların böyük axınından adronik foto istehsalı, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adb1e3

Jurnal məlumatı: Astrophysical Journal 

Los Alamos Milli Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir