Βίαιοι θάνατοι, εκρηκτικές γεννήσεις και πυρηνικές αντιδράσεις στα άστρα. Ανοιχτά ερωτήματα για την προέλευση των βαρέων στοιχείων

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Βίαιοι θάνατοι, εκρηκτικές γεννήσεις και πυρηνικές αντιδράσεις στα άστρα. Ανοιχτά ερωτήματα για την προέλευση των βαρέων στοιχείων"

Δυσμάς Δαίδαλος Μεσσηνέζης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Βίαιοι θάνατοι, εκρηκτικές γεννήσεις και πυρηνικές αντιδράσεις στα άστρα. Ανοιχτά ερωτήματα για την προέλευση των βαρέων στοιχείων Γ. Περδικάκης, Central Michigan University

2 Χημική σύσταση του Ηλιακού Συστήματος (H, He εξαιρουμένων) Lodders et al 2010

3 Γαλαξιακή Χημική Εξέλιξη Αστροφυσικά Μοντέλα Παρατηρησιακή Αστροφυσική Φάσματα (Μεγάλα Τηλεσκόπια) Πυρηνική Πληροφορία Πλανητική (γήινη) ύλη, Μετεωρίτες Μεσοαστρικός χώρος (Διαστημικές αποστολές) Πειραματική Πυρηνική Φυσική Πυρηνική θεωρία Ενεργές Διατομές Πυρηνική Δομή Μάζες

4 n-induced reactions (mostly)

5 Μαζικός Αστέρας Κατάρρευση Αναπήδηση Εκρηξη Υπέρ: Παρατηρήσιμο, συχνο φαινόμενο Αστρικός Άνεμος Νετρίνων Κατα: Ανεπιτυχή μοντέλα, Πιθανόν ανεπαρκείς συνθήκες Neutron Star Merger Υπέρ: Ιδανικές συνθήκες Κατα: Δεν έχουμε ακόμα αδιαμφησβήτητη παρατήρηση, σπάνιο φαινόμενο

6 ΑΣΤΡΙΚΗ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ - ΜΕΛΕΤΩΝΤΑΣ ΤΑ ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΑ ΑΣΤΡΑ Διατριβή Π. Γάστη Cowan et al (2011) Lodders et al 2010

7 ΑΣΤΡΙΚΗ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ - ΜΕΛΕΤΩΝΤΑΣ ΤΑ ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΑ ΑΣΤΡΑ Διατριβή Π. Γάστη Cowan et al (2011) Lodders et al 2010 Διεργασία LEPP (Lighter Element Primary Process) (Μηχανισμός Άγνωστος) Qian and Wasserburg, 2007 Montes et al., 2007

8 Σημασία της Υπολογιστικής αβεβαιότητας x2 x10 x100 Διατριβή Σ. Νίκα Liddick et al PRL 2016

9 FRIB, 2020: Ο ισχυρότερος επιταχυντής ραδιενεργών ισοτόπων στον κόσμο NSCL, τώρα: Πειράματα στον ισχυρότερο επιταχυντή ραδιενεργών ισοτόπων στην Αμερική

10 LENDA Target P. Gastis et al, NIM B 2016 Magnetic Dipole Heavy particle detection

11 Ανάμεσα στα 100 μεγαλύτερα πανεπιστήμια στην Αμερική (28000 φοιτητές) Ένα από τα πιο εξειδικευμένα τμήματα φυσικής: 42% Πυρηνική φυσική, 42% Επιστήμη υλικών, 16% Αστρονομία Η μονη ομάδα πυρηνικής φυσικής που είναι τμήμα του εθνικού εργαστηρίου παραγωγής δεσμών από σπάνια ραδιενεργά ισότοπα (NSCL/FRIB) Μεταπτυχιακές σπουδές MS και PhD σε Πυρηνική φυσική και Επιστήμη των υλικών, MS σε Αστρονομία.

12 Ανάμεσα στα 100 μεγαλύτερα πανεπιστήμια στην Αμερική (28000 φοιτητές) Ένα από τα πιο εξειδικευμένα τμήματα φυσικής: 42% Πυρηνική φυσική, 42% Επιστήμη υλικών, 16% Αστρονομία Η μονη ομάδα πυρηνικής φυσικής που είναι τμήμα του εθνικού εργαστηρίου παραγωγής δεσμών από σπάνια ραδιενεργά ισότοπα (NSCL/FRIB) Μεταπτυχιακές σπουδές MS και PhD σε Πυρηνική φυσική και Επιστήμη των υλικών, MS σε Αστρονομία.

13 Ανάμεσα στα 100 μεγαλύτερα πανεπιστήμια στην Αμερική (28000 φοιτητές) Ένα από τα πιο εξειδικευμένα τμήματα φυσικής: 42% Πυρηνική φυσική, 42% Επιστήμη υλικών, 16% Αστρονομία Η μονη ομάδα πυρηνικής φυσικής που είναι τμήμα του εθνικού εργαστηρίου παραγωγής δεσμών από σπάνια ραδιενεργά ισότοπα (NSCL/FRIB) Μεταπτυχιακές σπουδές MS και PhD σε Πυρηνική φυσική και Επιστήμη των υλικών, MS σε Αστρονομία.

14 Ανάμεσα στα 100 μεγαλύτερα πανεπιστήμια στην Αμερική (28000 φοιτητές) Ένα από τα πιο εξειδικευμένα τμήματα φυσικής: 42% Πυρηνική φυσική, 42% Επιστήμη υλικών, 16% Αστρονομία Η μονη ομάδα πυρηνικής φυσικής που είναι τμήμα του εθνικού εργαστηρίου παραγωγής δεσμών από σπάνια ραδιενεργά ισότοπα (NSCL/FRIB) Μεταπτυχιακές σπουδές MS και PhD σε Πυρηνική φυσική και Επιστήμη των υλικών, MS σε Αστρονομία.

15 Ανάμεσα στα 100 μεγαλύτερα πανεπιστήμια στην Αμερική (28000 φοιτητές) Ένα από τα πιο εξειδικευμένα τμήματα φυσικής: 42% Πυρηνική φυσική, 42% Επιστήμη υλικών, 16% Αστρονομία Η μονη ομάδα πυρηνικής φυσικής που είναι τμήμα του εθνικού εργαστηρίου παραγωγής δεσμών από σπάνια ραδιενεργά ισότοπα (NSCL/FRIB) Μεταπτυχιακές σπουδές MS και PhD σε Πυρηνική φυσική και Επιστήμη των υλικών, MS σε Αστρονομία.

16 R. M. Almus P. Gastis M. Horoi S. Nikas M. Redshaw T. Anderson A. Aprahamian R. Avetisyan, A. A. Bataglia, M. Beard W. Bauder B. M. Bucher, C. R. Casarella, P. Colon, A. M. Long, W. Lu, S. Lyons, S. T. Marley, K. M. Ostdiek, D. Robertson M. Skulski K. I. Smith, M. K. Smith, E. J. Stech, W. Tan, R. Talwar, M. Wiescher S. Lipschutz, F. Montes T. H. Redpath A. Spyrou, R. G. T. Zegers A. Voinov C. Fröhlich K. Wimmer D. Hatcher A. Kontos Award No. DE-SC

19 EFFECT OF NUCLEAR PHYSICS INPUT ON NUCLEOSYNTHESIS 0 < En <1 MeV 1.5GK < T < 3GK compound nucleus process (most) important reaction rate: 56Ni(n,p) proton rich, unstable nuclei no experimental data How can we constrain the key reaction rates? Wanajo et al 2011

20 Indirect way: If we cannot do (n,p) then perhaps (p,n)? Can we constrain the relevant p, n widths for 56 Ni(n,p) 56 Co? Investigation of the role of the νp process in the synthesis of heavy elements through the reaction 56Co(p,n)56Ni in inverse kinematics at ReA3 G. Perdikakis et al, Proposal to NSCL PAC 38, April 2014 (approved) Also DE-SC , Department of Energy

21 Indirect way: If we cannot do (n,p) then perhaps (p,n)? Can we constrain the relevant p, n widths for 56 Ni(n,p) 56 Co? Investigation of the role of the νp process in the synthesis of heavy elements through the reaction 56Co(p,n)56Ni in inverse kinematics at ReA3 G. Perdikakis et al, Proposal to NSCL PAC 38, April 2014 (approved) Also DE-SC , Department of Energy

27 ReA 3 Ebeam~ 5MeV/u En = 1-2 MeV Inverse kinematics Low beam intensity Thick target LENDA 24 plastic scintillator bars timing resolution ~ 400ps Angle resolution 1m Coverage: 45 lab angle Efficiency > 20% below 4 MeV En 130 kev G. Perdikakis et al., Nucl. Instr. Meth. A 686, (2012), 117 G. Perdikakis et al., IEEE Trans. Nucl. Science 56, (2009), 1174

28 ΑΣΤΡΙΚΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΝΕΤΡΙΝΩΝ Ye S. Woosley, H.T. Janka, 2005 A. Arcones, and F.K Thielemann, 2013 Ye < 0.5, Πλεόνασμα νετρονίων Ye > 0.5, Πλεόνασμα πρωτονίων

29 ΑΣΤΡΙΚΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΝΕΤΡΙΝΩΝ Ye S. Woosley, H.T. Janka, 2005 A. Arcones, and F.K Thielemann, 2013 Ye < 0.5, Πλεόνασμα νετρονίων Ye > 0.5, Πλεόνασμα πρωτονίων

30 ΑΣΤΡΙΚΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΝΕΤΡΙΝΩΝ Ye διεργασία-r S. Woosley, H.T. Janka, 2005 A. Arcones, and F.K Thielemann, 2013 Ye < 0.5, Πλεόνασμα νετρονίων Ye > 0.5, Πλεόνασμα πρωτονίων

31 ΑΣΤΡΙΚΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΝΕΤΡΙΝΩΝ Ye S. Woosley, H.T. Janka, 2005 A. Arcones, and F.K Thielemann, 2013 Ye < 0.5, Πλεόνασμα νετρονίων Ye > 0.5, Πλεόνασμα πρωτονίων

32 ΑΣΤΡΙΚΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΝΕΤΡΙΝΩΝ Ye S. Woosley, H.T. Janka, 2005 A. Arcones, and F.K Thielemann, 2013 Ye < 0.5, Πλεόνασμα νετρονίων Ye > 0.5, Πλεόνασμα πρωτονίων

33 ΑΣΤΡΙΚΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΝΕΤΡΙΝΩΝ Ye διεργασία-νp S. Woosley, H.T. Janka, 2005 A. Arcones, and F.K Thielemann, 2013 Ye < 0.5, Πλεόνασμα νετρονίων Ye > 0.5, Πλεόνασμα πρωτονίων

34 The neutrino-p process Should slow down at bottlenecks, e.g. 64 Ge (long beta-decay half life)

35 The neutrino-p process Should slow down at bottlenecks, e.g. 64 Ge (long beta-decay half life) ( e +p! n+e +

36 The neutrino-p process Should slow down at bottlenecks, e.g. 64 Ge (long beta-decay half life) ( e +p! n+e +

37 The neutrino-p process Should slow down at bottlenecks, e.g. 64 Ge (long beta-decay half life) ( e +p! n+e + Fröhlich et al, (2006) (n,p) reactions are faster than beta decays

Σχετικά έγγραφα

10M M 56 II/Ibc AGB 2/3

10M M 56 II/Ibc AGB 2/3 np 277 8568 5 1 5 e-mail: wanajo@astron.s.u-tokyo.ac.jp np np 1. 1) 10M M 56 II/Ibc Ia 2/3 20 30 30 40 50 s r 50 2), 3) s 10M AGB 4) 10M 5) r 6) 1 1 10 p p 18 1 p Si 10 6 p 7) p s 20 30 g 8), 9) p 24 p