Per la prima volta nella fisica sperimentale, reazioni nucleari tipiche di ambienti stellari sono state osservate direttamente in laboratorio. L’esperimento è stato avviato all’interno di un plasma a densità energetica elevatissima. Secondo quanto riportato dagli scienziati, lo studio pare sia stato condotto al Lawrence Livermore National Laboratory, sfruttando inoltre le capacità del National Ignition Facility. Qui impulsi laser di potenza estrema riscaldano microcapsule fino a generare temperature e pressioni paragonabili a quelle presenti negli interni delle stelle o durante esplosioni termonucleari. In tal modo il materiale si trasforma in plasma caldo e denso, consentendo l’innesco di reazioni termonucleari con emissione di neutroni. Fino ad oggi, processi simili venivano descritti solo tramite calcoli teorici, ergo: si tratta di un grosso passo.
Dati reali per modelli più affidabili
. Da queste misure sperimentali è stato possibile ricavare le sezioni d’urto nucleari. Si tratta parametri fondamentali per stimare la probabilità delle reazioni in ambienti estremi. Tali dati permettono di verificare le teorie utilizzate in astrofisica nucleare, in particolare quelle legate all’evoluzione stellare e alla nucleosintesi, cioè la formazione degli elementi chimici. Secondo le informazioni diffuse dal laboratorio, l’accuratezza sperimentale raggiunta consente di ridurre sensibilmente le incertezze dei modelli. In questo modo si migliorano anche le simulazioni impiegate nella fisica applicata.
Un aspetto decisivo dell’esperimento è stato l’inserimento, all’interno delle capsule, di quantità minuscole di materiali radioattivi, inferiori al nanogrammo. I ricercatori hanno descritto l’uso di tecniche di purificazione avanzata e di micro-iniezione o deposizione sotto vuoto, necessarie per non alterare la struttura delicatissima dei target. La collaborazione con gli specialisti del NIF nella fabbricazione dei bersagli ha garantito la riuscita delle misure. In prospettiva, questo approccio viene indicato come applicabile ad altri radionuclidi, inclusi quelli coinvolti nelle reazioni di cattura neutronica n gamma. Essi sono infatti centrali per la produzione degli elementi più pesanti nelle stelle. Per sostenere tali studi, vengono considerate nuove fonti di isotopi rari, come il Facility for Rare Isotope Beams, capace di fornire materiali adeguati a esperimenti di frontiera in plasmi estremi.
