Laborversuch vollzieht Entstehung von Elementen in Roten Riesen nach

4. Jänner 2016, 05:30
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Unterirdisches Gran-Sasso-Labor gibt Einblicke in kosmische Prozesse

Dresden/L'Aquila – Ein internationales Forscherteam konnte im Gran-Sasso-Labor des Italienischen Nationalen Instituts für Kernphysik (INFN) erstmals eine seltene Kernreaktion nachweisen, die sonst nur in Roten Riesen vorkommt, wie das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf berichtet – nämlich die Entstehung von Natrium. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Roter Riese bezeichnet eine vergleichsweise kurze Phase in der Existenz eines Sterns wie unserer Sonne, in der sich der Stern auf ein Vielfaches seines vorherigen Durchmessers ausdehnt. "Wie in einer kosmischen Küche entstehen dort all die Elemente, aus denen die uns umgebende Materie gebildet wird und die durch gigantische Explosionen in den Kosmos hinausgeschleudert werden", sagt Daniel Bemmerer von der Dresdner Forschergruppe.

Wie im Himmel ...

Das Experiment LUNA ("Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics") basiert auf einem kompakten Beschleuniger – dem weltweit einzigen, der in einem unterirdischen Felslabor installiert ist. Eineinhalb Kilometer Gestein des Gran-Sasso-Massivs in den Abruzzen schützen die Experimente vor störenden Einflüssen durch kosmische Strahlung.

Erstmalig konnten nun bei Experimenten am LUNA-Beschleuniger drei "Resonanzen" im Neon-Natrium-Zyklus, der für die Natrium-Produktion und somit zur Energieerzeugung wichtig ist, beobachtet werden. Wenn Atomkerne aufeinander stoßen, kann sich unter gewissen Bedingungen ein neuer Zustand – eine Resonanz – bilden. Im LUNA-Beschleuniger werden Wasserstoff- und Heliumkerne beschleunigt und mit einem sogenannten Target zur Kollision gebracht. "Unser Target bestand aus dem Edelgas-Isotop Neon-22. Mit speziellen Detektoren haben wir die extrem seltenen Prozesse in kosmischer Stille aufgezeichnet", so Bemmerer.

"Dieses Ergebnis ist ein bedeutendes Puzzleteil, das uns hilft, die Frage nach der Herkunft der Elemente im Universum weiter aufzuklären", betont Paolo Prati, Sprecher des LUNA-Experiments am INFN. "Sterne erzeugen Energie und schaffen neue Atome durch ein sehr komplexes System nuklearer Reaktionen. Eine sehr kleine Anzahl dieser Reaktionen konnte bisher unter Bedingungen, wie sie im Inneren von Sternen herrschen, erforscht werden. Der LUNA-Beschleuniger war daran in der Mehrzahl der Fälle beteiligt." (red, 19. 12. 2015)

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