Физики в Дармштадте повторили условия синтеза звездных элементов

В немецком центре GSI/FAIR ученые достигли рекордно низкого порога энергии для ядерного синтеза, зафиксировав реакции при 403 килоэлектронвольтах. Этот эксперимент в накопительном кольце CRYRING впервые позволил воспроизвести процессы, протекающие в недрах горячих звезд, с точностью, недоступной для традиционных ускорителей частиц.

Главная сложность лабораторного моделирования звездных процессов заключается в ничтожной вероятности столкновения ядер при низких скоростях. В обычных условиях частицы рассеиваются прежде, чем успевают вступить в реакцию. Команда под руководством Джордана Марша из Эдинбургского университета преодолела этот барьер, используя систему электронного охлаждения и экстремальный вакуум. Технология удержания пучка ионов азота в кольце CRYRING позволила сфокусировать поток и направить его на криогенную водородную мишень, добившись стабильности, необходимой для точных замеров.

Фиксацию продуктов синтеза обеспечила детекторная система CARME. Полученные данные подтвердили теоретические модели, что открывает возможности для изучения короткоживущих экзотических ядер. Исследователи планируют использовать этот метод для анализа первичного нуклеосинтеза, который происходил в первые минуты после Большого взрыва. Масштабная программа экспериментов, рассчитанная до конца 2026 года, превращает комплекс в уникальную площадку для восстановления истории Вселенной через изучение атомных изотопов.