Home » Știință » Oamenii de știință chinezi au detectat o reacție de fuziune a carbonului extrem de rară

Oamenii de știință chinezi au detectat o reacție de fuziune a carbonului extrem de rară

Oamenii de știință chinezi au detectat o reacție de fuziune a carbonului extrem de rară
Sursa foto: Shutterstock
Publicat: 11.06.2025

O echipă de cercetători chinezi a reușit să detecteze fuziunea a doi atomi de carbon la energii joase, la fel cum are loc în interiorul stelelor.

Ei au măsurat o reacție rară, numită fuziunea 12C + 12C, care joacă un rol esențial în ultimele etape ale evoluției stelare și este responsabilă pentru declanșarea unor evenimente cosmice spectaculoase, precum exploziile de supernove și erupțiile X.

„Aceste rezultate reprezintă cea mai sensibilă măsurătoare directă realizată vreodată în fereastra Gamow (intervalul energetic în care au loc reacțiile nucleare în stele), relevantă pentru arderea carbonului stelar,” au notat autorii studiului.

Ei susțin că această realizare deschide o nouă fereastră către înțelegerea modului în care stelele ard și mor, și ar putea ajuta la explicarea originii elementelor grele din univers.

Timp de decenii, fizicienii s-au chinuit să măsoare reacția de fuziune 12C+12C la aceleași energii joase la care ea are loc în stele, adică sub 3 milioane de electronvolți (MeV). La aceste energii scăzute, forța electrică de respingere dintre cei doi nuclei de carbon (așa-numita barieră Coulomb, care este de 5,8 MeV) face extrem de improbabilă fuziunea lor.

În plus, secțiunea eficace de fuziune — o măsură a probabilității reacției — devine extrem de mică, de ordinul unei trilioane dintr-o trilionime. Acești factori fac aproape imposibilă detectarea directă în laborator, scrie InterestingEngineering.

O reacție rară

Cercetătorii au nevoie de fascicule extrem de intense de ioni de carbon și de ținte ultra-curate, alături de detectoare suficient de sensibile pentru a distinge aceste evenimente rare de miliarde de semnale de fond.

Echipa a depășit aceste obstacole folosind o instalație puternică numită acceleratorul LEAF, capabil să genereze fascicule de ioni de carbon cu energie mare și să le direcționeze cu mare precizie către o țintă.

Pentru a crește șansa detectării acestei fuziuni rare, cercetătorii au folosit un material țintă special: grafitul pirolitic orientat (HOPG), un tip de carbon pur și cristalin, folosit adesea în instrumente de raze X sau experimente cu neutroni datorită interferențelor de fond reduse. Structura sa curată l-a făcut ideal pentru a izola reacțiile dorite de zgomotul de fond.

După ce fasciculul de carbon a lovit ținta HOPG, unii nuclei de carbon au reușit să fuzioneze. Aceste reacții au emis particule alfa, detectate cu ajutorul unei camere de proiecție temporală (TPC) și a unor detectoare din siliciu aranjate ca un telescop special.

Camera TPC a funcționat ca o cameră 3D, captând traiectoriile particulelor generate, iar detectoarele de siliciu au identificat tipul fiecărei particule în funcție de energia pierdută în trecerea prin detector. Întregul sistem a permis echipei să măsoare direct numărul de particule alfa produse de fuziunea 12C–12C la 2,22 MeV, un nivel energetic situat adânc în fereastra Gamow.

O măsurătoare extrem de sensibilă

Dincolo de simpla detectare, ceea ce este cu adevărat remarcabil este că reacția de fuziune s-a produs o dată la fiecare 100 de cvadrilioane (10⁻¹⁷) de ioni de carbon trimiși. Asta reprezintă cea mai sensibilă măsurătoare directă a acestei reacții efectuată vreodată.

Această precizie este crucială. Înțelegerea modului și momentului în care atomii de carbon fuzionează este cheia pentru a explica evoluția stelelor după epuizarea heliului, precum și declanșarea evenimentelor cosmice masive, cum sunt supernovele. De asemenea, datele pot rafina modelele despre formarea elementelor în univers.

Totuși, experimentul nu a fost lipsit de probleme. După o bombardare continuă, fasciculul de carbon a deteriorat ținta HOPG, ceea ce a dus la o scădere cu 51% a numărului de particule alfa detectate și cu 25% a protonilor.

Această deteriorare prin radiație a modificat suprafața materialului și a redus conținutul său de hidrogen, ceea ce a limitat durata și precizia experimentelor de lungă durată.

Studiul a fost publicat în revista Nuclear Science and Techniques.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Descoperire în fuziunea nucleară: Cel mai mare stelarator din lume a generat primul heliu-3

Tehnologia nucleară de „fuziune la rece” va fi testată în spațiu

O companie din Germania a dezvoltat „primul reactor de fuziune care poate funcționa fiabil și continuu”

Telescopul Hubble a surprins o potențială fuziune galactică

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Manuscrisele vechi ascund un secret care nu este scris în cerneală, relevă noi cercetări
Manuscrisele vechi ascund un secret care nu este scris în cerneală, relevă noi cercetări
Cum a devenit feminismul atât de divizat? Femeile încearcă să reconstruiască alianțele
Cum a devenit feminismul atât de divizat? Femeile încearcă să reconstruiască alianțele
De ce unele suprafețe atrag praful și cum poți reduce depunerile din casă
De ce unele suprafețe atrag praful și cum poți reduce depunerile din casă
Carol al II-lea și capcana germană. De ce apropierea de Hitler nu a putut salva România
Carol al II-lea și capcana germană. De ce apropierea de Hitler nu a putut salva România
Găurile negre mai vechi decât Big Bang-ul ar putea explica materia întunecată
Găurile negre mai vechi decât Big Bang-ul ar putea explica materia întunecată
La ce alte pericole se expun fumătorii, în afară de cancer?
La ce alte pericole se expun fumătorii, în afară de cancer?
Iată de ce urcatul scărilor ți-ar putea îmbunătăți sănătatea!
Iată de ce urcatul scărilor ți-ar putea îmbunătăți sănătatea!
Cartofii „fierb” în pământ, în Asia. Val de căldură record
Cartofii „fierb” în pământ, în Asia. Val de căldură record
Prima Coca-Cola avea drept efect „să învigoreze organele sexuale”
Prima Coca-Cola avea drept efect „să învigoreze organele sexuale”
Noua eră a secetei: râurile din Europa care au secat pentru prima dată
Noua eră a secetei: râurile din Europa care au secat pentru prima dată
Schimbare de regulament la Eurovision: ce țări nu vor avea voie să găzduiască concursul?
Schimbare de regulament la Eurovision: ce țări nu vor avea voie să găzduiască concursul?
Bei energizante în fiecare zi? Iată ce se întâmplă cu organismul tău!
Bei energizante în fiecare zi? Iată ce se întâmplă cu organismul tău!
O absență colosală: cine lipsește din poveștile pentru copii scrise de AI?
O absență colosală: cine lipsește din poveștile pentru copii scrise de AI?
Un asteroid care ar putea fi format din trei lumi îi uimește pe astronomi
Un asteroid care ar putea fi format din trei lumi îi uimește pe astronomi
Avertisment pentru proprietarii de câini: apa aparent liniștită poate ascunde pericole mortale
Avertisment pentru proprietarii de câini: apa aparent liniștită poate ascunde pericole mortale
„Looksmaxing”: Ce sunt serviciile care promit să „măsoare” frumusețea
„Looksmaxing”: Ce sunt serviciile care promit să „măsoare” frumusețea
1917, complot la vârful politicii românești. Dezvăluirile ambasadorului Franței privind planul împotriva monarhiei
1917, complot la vârful politicii românești. Dezvăluirile ambasadorului Franței privind planul împotriva monarhiei
Tușul din tatuaje nu este atât de sigur pe cât se credea, descoperă o analiză îngrijorătoare
Tușul din tatuaje nu este atât de sigur pe cât se credea, descoperă o analiză îngrijorătoare