An astrophysical process that creates elements heavier than iron may be even more challenging to reproduce in the laboratory than was previously believed – but not impossible. This is the conclusion of researchers at the Laboratoire pour l’Utilisation des Lasers Intenses (LULI) in France, who report that reproducing conditions typically seen during neutron-star mergers will require major improvements to both proton and neutron sources. This insight is crucial, they say, because it provides a more realistic framework for future efforts to replicate stellar processes.
Many heavier-than-iron elements form via the so-called r-process, where r refers to rapid neutron capture. This process occurs when two neutron stars merge, creating an abundance of free neutrons. In these neutron-rich environments, atomic nuclei capture neutrons much more quickly than they can lose them via beta decay (which occurs when a nucleus emits an energetic electron or positron, thereby transforming one of its neutrons into a proton).
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า r-process is the source of about half of all heavy elements found in the universe today. However, the exact conditions required to facilitate rapid neutron capture are not fully understood. This is because it is extremely difficult to generate the very high-density neutron fluxes needed to create neutron-rich isotopes in the laboratory.
A next-generation multi-petawatt laser system
The good news is that laser-driven (pulsed) neutron sources could produce the types of neutron beams required. In the approach developed by Vojtěch Horný และเพื่อนร่วมงานที่ ลูลิ, such a laser would first direct ultra-intense light pulses at a solid target. This would cause hydrogen ions from a contaminant layer on the target’s surface to accelerate to a significant fraction of the speed of light, Horný explains. These hydrogen ions would then be directed to a secondary target made of gold that would serve as both neutron converter and neutron capture target.
“Unlike the traditional method that accelerates deuterons [heavy hydrogen ions] for fusion reactions in a low-atomic-number converter (for example, one made from beryllium) to release neutrons, our approach leverages a new-generation multi-petawatt laser system to trigger a more efficient spallation process in high-atomic number materials,” Horný tells โลกฟิสิกส์. “Here, protons accelerated to energies in the hundreds of megaelectronvolt (MeV) range strike a heavy nucleus, releasing a higher number of neutrons.”
Ways to enhance neutron production
Horný says that the goal of this method, which is described in การตรวจร่างกาย C, is to significantly enhance neutron production. Using numerical simulations, he and his colleagues calculated that currently-available lasers would produce a negligible number of neutron-rich isotopes (defined as those with at least two more neutrons than the initial seed nucleus).
However, a good isotope count would nevertheless be possible if the neutrons were slowed down to very low energies (20 millielectronvolts, corresponding to the temperature of solid hydrogen). Such slow speeds would boost the neutrons’ probability of being captured. The laser would also need to be pulsed at a frequency of 100 Hz for several hours.
Those are all tall orders, but Horný isn’t giving up. “Despite the sobering realization that current proton and neutron sources preclude the near-term observation of the r-process via laser-driven neutron sources, our work has laid important groundwork,” he says. There are also reasons to be hopeful about technological progress. As an example, Horný cites an ongoing project at Colorado State University in the US, where researchers are building two 200-Joule, 100-femtosecond, 100 Hz lasers. This project, he says, “represents a significant step forward”.
Neutron-rich tantalum offers a view of how heavy elements are forged
The intense flux of neutrons the team described could have other applications, Horný adds. These include reconstructing a material’s elemental composition using fast neutron resonance radiography; fast neutron activation; and fast neutron therapy in medicine.
The LULI team is now preparing to fabricate their proposed laser source, with the hope of achieving record-breaking neutron parameters using the Apollon laser system. Horný, for his part, has moved to the Extreme Light Infrastructure-Nuclear Physics (ELI-NP) in Romania, where his work as a research scientist will focus on advancing electron and ion acceleration, as well as generating high-energy radiation from laser-plasma interactions. The new role, he says, involves exploring various sources of secondary particles, including neutrons.
- เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
- ที่มา: https://physicsworld.com/a/could-lasers-synthesize-heavy-elements-produced-in-neutron-star-mergers/
- :มี
- :เป็น
- :ไม่
- :ที่ไหน
- $ ขึ้น
- 100
- 20
- a
- เกี่ยวกับเรา
- ความอุดมสมบูรณ์
- เร่งความเร็ว
- เร่ง
- เร่ง
- การเร่งความเร็ว
- การบรรลุ
- การกระตุ้น
- เพิ่ม
- advancing
- ทั้งหมด
- ด้วย
- an
- และ
- การใช้งาน
- เข้าใกล้
- เป็น
- AS
- At
- อะตอม
- BE
- เพราะ
- กำลัง
- เชื่อ
- เชื่อว่า
- เบต้า
- เพิ่ม
- ทั้งสอง
- การก่อสร้าง
- แต่
- by
- คำนวณ
- รณรงค์
- CAN
- จับ
- ถูกจับกุม
- ก่อให้เกิด
- ท้าทาย
- ห้อง
- ล่มสลาย
- เพื่อนร่วมงาน
- โคโลราโด
- ส่วนประกอบ
- ข้อสรุป
- เงื่อนไข
- แกน
- ตรงกัน
- ได้
- นับ
- สร้าง
- สร้าง
- การสร้าง
- สำคัญมาก
- ปัจจุบัน
- กำหนด
- อธิบาย
- พัฒนา
- การตรวจวินิจฉัยโรค
- ยาก
- โดยตรง
- กำกับการแสดง
- ลง
- ในระหว่าง
- ที่มีประสิทธิภาพ
- ความพยายาม
- องค์ประกอบ
- ที่กระปรี้กระเปร่า
- เสริม
- สภาพแวดล้อม
- แม้
- แน่นอน
- ตัวอย่าง
- การทดลอง
- อธิบาย
- สำรวจ
- อย่างยิ่ง
- อำนวยความสะดวก
- FAST
- ชื่อจริง
- FLUX
- โฟกัส
- สำหรับ
- ฟอร์ม
- พบ
- เศษ
- กรอบ
- ฝรั่งเศส
- ฟรี
- เวลา
- ราคาเริ่มต้นที่
- อย่างเต็มที่
- การผสม
- อนาคต
- สร้าง
- การสร้าง
- รุ่น
- ให้
- เป้าหมาย
- ทองคำ
- ดี
- รากฐาน
- ครึ่ง
- มี
- he
- หนัก
- สูงกว่า
- ของเขา
- ความหวัง
- มีความหวัง
- ชั่วโมง
- สรุป ความน่าเชื่อถือของ Olymp Trade?
- อย่างไรก็ตาม
- HTTPS
- ร้อย
- ไฮโดรเจน
- if
- สำคัญ
- เป็นไปไม่ได้
- การปรับปรุง
- in
- ประกอบด้วย
- รวมทั้ง
- ข้อมูล
- แรกเริ่ม
- ภายใน
- ความเข้าใจ
- เข้มข้น
- ปฏิสัมพันธ์
- เข้าไป
- ที่เกี่ยวข้องกับการ
- ไอโซโทป
- ปัญหา
- IT
- ITS
- jpg
- ห้องปฏิบัติการ
- วาง
- เลเซอร์
- เลเซอร์
- ชั้น
- น้อยที่สุด
- ยกระดับ
- เบา
- สูญเสีย
- ต่ำ
- ทำ
- สำคัญ
- วัสดุ
- ความกว้างสูงสุด
- อาจ..
- ยา
- ผสาน
- การควบรวมกิจการ
- วิธี
- MEV
- ข้อมูลเพิ่มเติม
- มีประสิทธิภาพมากขึ้น
- ย้าย
- มาก
- จำเป็นต้อง
- จำเป็น
- แหล่งกำเนิดนิวตรอน
- ดาวนิวตรอน
- นิวตรอน
- แต่
- ใหม่
- ข่าว
- รุ่นต่อไป
- ตอนนี้
- จำนวน
- การสังเกต
- of
- เสนอ
- on
- ONE
- ต่อเนื่อง
- or
- คำสั่งซื้อ
- อื่นๆ
- ของเรา
- พารามิเตอร์
- ส่วนหนึ่ง
- ภาพถ่าย
- ฟิสิกส์
- โลกฟิสิกส์
- เพลโต
- เพลโตดาต้าอินเทลลิเจนซ์
- เพลโตดาต้า
- เป็นไปได้
- การเตรียมความพร้อม
- ก่อนหน้านี้
- กระบวนการ
- กระบวนการ
- ก่อ
- ผลิต
- การผลิต
- ความคืบหน้า
- โครงการ
- เสนอ
- โปรตอน
- ให้
- อย่างรวดเร็ว
- พิสัย
- รวดเร็ว
- ปฏิกิริยา
- เหมือนจริง
- สำนึก
- เหตุผล
- ปล่อย
- การปล่อย
- รายงาน
- ต้องการ
- จำเป็นต้องใช้
- การวิจัย
- นักวิจัย
- เสียงสะท้อน
- ทบทวน
- บทบาท
- โรมาเนีย
- กล่าว
- พูดว่า
- นักวิทยาศาสตร์
- รอง
- เมล็ดพันธุ์
- เห็น
- ให้บริการ
- หลาย
- การแสดง
- สำคัญ
- อย่างมีความหมาย
- การจำลอง
- ช้า
- ที่ทำให้หรือกลายเป็นไม่เมา
- ของแข็ง
- บาง
- แหล่ง
- แหล่งที่มา
- ความเร็ว
- ความเร็ว
- ดาว
- สถานะ
- เป็นตัวเอก
- ขั้นตอน
- โขก
- อย่างเช่น
- ซูเปอร์โนวา
- พื้นผิว
- สังเคราะห์
- ระบบ
- เป้า
- ทีม
- เทคโนโลยี
- บอก
- กว่า
- ที่
- พื้นที่
- ที่มา
- ของพวกเขา
- พวกเขา
- แล้วก็
- การรักษาด้วย
- ที่นั่น
- ดังนั้น
- ล้อยางขัดเหล่านี้ติดตั้งบนแกน XNUMX (มม.) ผลิตภัณฑ์นี้ถูกผลิตในหลายรูปทรง และหลากหลายเบอร์ความแน่นหนาของปริมาณอนุภาคขัดของมัน จะทำให้ท่านได้รับประสิทธิภาพสูงในการขัดและการใช้งานที่ยาวนาน
- พวกเขา
- นี้
- เหล่านั้น
- ภาพขนาดย่อ
- ไปยัง
- ในวันนี้
- แบบดั้งเดิม
- การเปลี่ยนแปลง
- เรียก
- จริง
- สอง
- ชนิด
- เป็นปกติ
- เข้าใจ
- จักรวาล
- us
- การใช้
- ต่างๆ
- มาก
- ผ่านทาง
- รายละเอียด
- คือ
- ดี
- คือ
- เมื่อ
- ที่
- WHO
- จะ
- กับ
- งาน
- โลก
- จะ
- ลมทะเล