En un día típico en el láser más grande del mundo, la Instalación Nacional de Encendido NIF en Livermore, California, puedes encontrar científicos que crean casualmente condiciones similares a las estrellas usando 192 láseres de alta potencia. Las estrellas en el universo se forman a través de un procesollamado nucleosíntesis, que fusiona átomos más ligeros para crear nuevos núcleos atómicos más pesados. Los elementos naturales que se encuentran aquí en la Tierra, como el helio y el aluminio, se formaron a través de este proceso dentro de una estrella no muy diferente de nuestro propio sol.
La energía de los rayos láser NIF se amplifica en un edificio equivalente a la longitud de tres campos de fútbol y luego se enfoca en pequeñas cápsulas llenas de gas o hielo con paredes de 18 micrómetros de grosor aproximadamente el grosor de un cabello humano y 3 mm exteriordiámetros. La cápsula se coloca con precisión en el centro de una cámara objetivo que tiene un diámetro de 10 metros. Es como tratar de colocar con precisión una hormiga en el centro exacto de un autobús escolar. Cuando las cápsulas se lanzan con los 192 rayos láser,implosionan, creando condiciones muy cálidas y muy densas como estrellas.
Los experimentos en curso en el NIF están estudiando uno de los principales procesos de nucleosíntesis en el sol, la reacción 3He-3He entre dos iones de helio, en condiciones similares a las del este. Esta reacción es responsable de casi la mitad de la generación de energía en nuestro sol.quema hidrógeno en helio.
"Lo que es genial de estos experimentos es que, a diferencia de estudios anteriores en la Tierra, en realidad estamos investigando esta reacción en condiciones de temperatura y densidad comparables a las que se encuentran en las estrellas", dice la científica líder del proyecto, la Dra. Maria Gatu Johnson, del MIT.
En la reunión de la División de Física de Plasma de la American Physical Society en Ft. Lauderdale, Florida, esta semana, el Dr. Gatu Johnson informará sobre cómo se han observado protones de la reacción solar 3He-3He en estos experimentos en una variedad de condiciones.
"Sorprendentemente", dice el Dr. Gatu Johnson, "los resultados preliminares muestran que a temperaturas más bajas, se ven relativamente más protones con mayor energía que con menor energía".
Estos resultados ayudarán a los científicos a agregar restricciones importantes en los cálculos teóricos de esta complicada reacción y estimar la probabilidad de que ocurra la reacción 3He-3He, así como otros procesos importantes en el sol. Habrá una ronda más de experimentos, actualmente planificadospara febrero de 2020, donde el Dr. Gatu Johnson planea caracterizar mejor las temperaturas alcanzadas en condiciones de estrella.
Estos experimentos son parte de un nuevo esfuerzo para estudiar las reacciones de nucleosíntesis y los fenómenos relevantes en condiciones similares a las del este utilizando láseres.
"Los plasmas de alta densidad de energía son el único laboratorio en la tierra que recrea las condiciones extremas en las que se produjeron los elementos en el universo", dice el co-investigador principal Dr. Alex Zylstra del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. El trabajo continuaráusar esta plataforma para explorar otras reacciones de nucleosíntesis y fenómenos relevantes en el futuro: ¡esta es una forma nueva y creativa de estudiar cómo se hacen las estrellas!
Este trabajo fue apoyado en parte por el Departamento de Energía de los EE. UU. Y la Administración Nacional de Seguridad Nuclear DE-NA0001857, DE-NA0002949, DE-NA0002905, DE-FG02-88ER40387, DE-NA-0001808, Centro de Excelenciasubvención DE-NA0003868.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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