Các nhà nghiên cứu trực tiếp mô phỏng phản ứng tổng hợp giữa hạt nhân oxy và carbon
bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ
Chức năng kích thích nhiệt hạch thử nghiệm đối với các phản ứng của 16O (hình tam giác màu đen), 17O (các chấm đỏ) [14] và 18O (hình vuông mở) [15, 16] tác động lên một mục tiêu 12C. Hình nhỏ hiển thị kết quả của TDHF*. Người cung cấp: Đánh giá vật lý C (2024). DOI: 10.1103/PhysRevC.109.L041601
Sự hợp nhất của hai hạt nhân là một quá trình phức tạp chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Những yếu tố này không chỉ bao gồm năng lượng tương đối và xung lượng góc của hai hạt nhân mà còn bao gồm cấu trúc của chúng tiến triển như thế nào khi chúng va chạm. Kết quả của các va chạm bị ảnh hưởng đáng kể bởi bản chất lượng tử của hạt nhân. Cách tốt nhất để xử lý những vấn đề phức tạp cơ bản là mô phỏng trực tiếp cách các hạt nhân tiến hóa khi chúng va chạm, mặc dù điều này đòi hỏi nỗ lực tính toán khổng lồ.
Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã thực hiện tính toán toàn diện nhất cho đến nay về các quá trình phản ứng nhiệt hạch. Nghiên cứu đã sử dụng các cơ sở siêu máy tính để thực hiện hàng nghìn mô phỏng phụ thuộc vào thời gian.
Công trình được xuất bản trên tạp chí Physical Review C.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân, quá trình hợp nhất hai hạt nhân thành một, rất quan trọng đối với khoa học cơ bản và là nguồn năng lượng tiềm năng không chứa carbon. Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã đạt được mô tả cải tiến về phản ứng tổng hợp bằng cách mô phỏng trực tiếp quá trình phản ứng. Những khác biệt còn lại giữa kết quả mô phỏng và xác suất nhiệt hạch đo được từ các thí nghiệm chỉ ra những hiện tượng không thể giải thích được bằng các lý thuyết hiện tại. Các nhà khoa học kỳ vọng những hiện tượng này sẽ phổ biến hơn trong các phản ứng của các đồng vị hiếm tồn tại trong thời gian ngắn tại các cơ sở chùm tia phóng xạ thế hệ tiếp theo.
Nghiên cứu này đã đo xác suất kết hợp các đồng vị oxy với hạt nhân carbon như một hàm của năng lượng. Nghiên cứu đã tìm thấy một hành vi dao động, không trơn tru đáng chú ý trong dữ liệu thử nghiệm có độ phân giải cao về sự phụ thuộc của xác suất nhiệt hạch vào năng lượng va chạm của hệ oxy-cacbon. Bằng cách kết hợp các phương pháp lý thuyết tiên tiến, tính toán hiệu suất cao và các phép đo thử nghiệm có độ phân giải cao, nghiên cứu này đưa ra bức tranh rõ ràng nhất cho đến nay về sự va chạm của các hạt nhân phức tạp.
Mô hình cải tiến về va chạm hạt nhân cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc mô tả sự phức tạp trong phản ứng tổng hợp hạt nhân. Việc xem xét những khác biệt hiện tại giữa thực nghiệm và lý thuyết sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về các yếu tố hiện chưa được khám phá có ảnh hưởng đến quá trình nhiệt hạch. Những yếu tố chưa được khám phá này sẽ trở nên cấp bách hơn khi các phản ứng của các đồng vị hiếm, thời gian tồn tại ngày càng ngắn trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng hơn tại các cơ sở như Cơ sở chùm tia đồng vị hiếm, cơ sở sử dụng của Bộ Năng lượng tại Đại học bang Michigan.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
