کشف یک فرآیند جدید هسته‌زایی در کیهان

گروهی از پژوهشگران آلمانی از کشف یک فرآیند جدید برای هسته‌زایی در کیهان خبر داده‌اند.
به گزارش ایسنا، دانشمندان «موسسه پژوهش یون سنگین هلمهولتز»(GSI Helmholtz)، «دانشگاه فناوری دارمشتات»(TU Darmstadt) و «موسسه اخترفیزیک ماکس پلانک»(MPI for Astrophysics)، یک فرآیند جدید هسته‌زایی را بررسی کرده‌اند که به عنوان «فرآیند وی‌آر»(νr-process) شناخته می‌شود. این فرآیند هنگامی عمل می‌کند که مواد غنی از نوترون در معرض شار بالایی از نوترینوها قرار می‌گیرند.
به نقل از فیز، این پژوهش جدید ممکن است راه حلی برای یک مسئله دیرینه درباره تولید گروهی از ایزوتوپ‌های کمیاب موجود در منظومه شمسی باشد که منشا آنها هنوز به خوبی شناخته نشده است. این ایزوتوپ‌ها «هسته‌های پی»(p-nuclei) نام دارند.
فرآیندهای همجوشی که در ستاره‌های پرجرم ایجاد می‌شوند، هسته‌هایی را از آهن و نیکل تولید می‌کنند. در مقابل، بیشتر هسته‌های سنگین پایدار مانند سرب و طلا از طریق فرآیندهای آهسته یا سریع جذب نوترون تولید می‌شوند.
برای تولید بقیه فرآیندها که کمبود نوترون دارند، انواع فرآیندهای هسته‌زایی پیشنهاد شده است. با وجود این، توضیح دادن فراوانی برخی از ایزوتوپ‌ها در اوایل شکل‌گیری منظومه شمسی همچنان یک چالش باقی مانده است.
فرآیند وی‌آر، امکان تولید همزمان همه آن هسته‌ها را فراهم می‌آورد زیرا نوترینوها یک مجموعه را از واکنش‌های جذب کاتالیز می‌کنند. این فرآیند در جریان‌های غنی از نوترون موجود در انفجارهای اخترفیزیکی عمل می‌کند که وقتی دما بالاست، از نوترون‌ها و هسته‌های اطراف آهن و نیکل تشکیل می‌شود.
با کاهش دمای ماده، هسته‌های سنگین‌تر توسط توالی جذب نوترون و فرآیندهای تعامل ضعیف تولید می‌شوند. برخلاف فرآیند جذب نوترون سریع که در آن واکنش‌های ضعیف، «واپاشی بتا»(Beta decay) هستند، برای فرآیند وی‌آر واکنش‌های جذب نوترینو رخ می‌دهند.
هنگامی که نوترون‌های آزاد تمام می‌شوند، واکنش‌های بیشتر جذب نوترینو، نوترون‌های محدودشده در هسته‌ها را به پروتون تبدیل می‌کنند و هسته‌های تولیدشده را به سمت خط پایداری بتا و حتی فراتر از آن سوق می‌دهند.
انرژی‌ نوترینوها به اندازه‌ای بالاست که هسته‌ها را به تجزیه شدن توسط گسیل نوترون‌ها، پروتون‌ها و ذرات آلفا ترغیب کند. ذرات منتشرشده توسط هسته‌های سنگین جذب می‌شوند.