Kolizje gwiazd neutronowych to jedne z najpotężniejszych wydarzeń, jakie mogą zachodzić we wszechświecie. Takie obiekty są bowiem wyjątkowo gęste, a co za tym idzie – masywne nawet przy relatywnie niewielkiej objętości. Kiedy dochodzi do zderzeń pomiędzy nimi, to w obrębie radioaktywnych jąder mają miejsce reakcje jądrowe. I to właśnie one stanowiły obiekt zainteresowania naukowców uzbrojonych w nanomateriały.
Czytaj też: Długość życia neutronów podzieliła naukowców. Uzyskane wyniki wskazują na istnienie nieznanego stanu
O rezultatach zastosowanego podejścia członkowie zespołu badawczego o międzynarodowym charakterze piszą w swojej publikacji zamieszczonej na łamach Physical Review Letters. Jednym z najważniejszych wniosków wyciągniętych przez autorów było to, że uzyskali dane wskazujące na zachodzenie procesu, który do tej pory miał jedynie teoretyczny charakter. Działania naukowców, nad którymi pieczę sprawowali przedstawiciele Uniwersytetu w Surrey powinny przynieść realne korzyści w co najmniej dwóch odrębnych dziedzinach.
Z jednej strony mówimy bowiem o lepszym zrozumieniu tego, jak powstają najcięższe pierwiastki we wszechświecie, natomiast z drugiej – o potencjalnych postępach z zakresu projektowania i funkcjonowania reaktorów jądrowych. W ramach ostatnich działań ich autorzy zgłębili tajemnice tzw. procesu r przy użyciu wiązki jonów radioaktywnych. Scenariusz objęty eksperymentami dotyczył sytuacji, w której radioaktywna forma strontu-94 pochłania cząstkę alfa w postaci jądra helu, po czym powstaje neutron i dochodzi do przekształcenia w cyrkon-97.
Członkowie międzynarodowego zespołu badawczego wykorzystali nanomateriały do badań nad reakcjami zachodzącymi w czasie zderzeń przy udziale gwiazd neutronowych
Jako że mówimy o zjawisku prawdopodobnie stojącym za powstawaniem ciężkich pierwiastków, to naukowcy zyskują bardzo dobre rozeznanie w tym temacie. Zderzenia gwiazd neutronowych – jak sugerowała teoria, a teraz pokazuje praktyka – faktycznie mogą prowadzić do powstawania takich składników. Wyróżniającym elementem nowych badań było uzyskanie danych do przetestowania istniejących modeli, w których występują jądra radioaktywne. Naukowcy osadzali hel wewnątrz ultracienkich warstw krzemu, dzięki czemu powstawały pęcherzyki tego gazu o średnicy wynoszącej zaledwie kilkadziesiąt nanometrów.
Później izotopy strontu-94 zostały przyspieszone i zapewniły możliwość przeprowadzenia pomiarów poświęconych reakcji jądrowej w warunkach przywodzących na myśl te, które występują w czasie zderzeń gwiazd neutronowych. Wykorzystanie nanomateriałów i obiecujące wyniki tych działań sprawiają, że taka metoda może przynieść korzyści również w przyszłości. Szczególnie, iż mowa o potencjalnych postępach w energetyce jądrowej, która w ostatnim czasie wyraźnie powraca do łask.