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    Une nouvelle technologie utilise des faisceaux isomères pour étudier comment et où la galaxie fabrique l'un de ses éléments les plus courants

    La carte montre le rayonnement gamma galactique de la désintégration de l'aluminium-26 mesuré par le télescope COMPTEL. Crédit :Département américain de l'Énergie

    Notre galaxie produit et détruit l'élément aluminium-26 dans le processus de fabrication du magnésium-26. Au fur et à mesure qu'il se forme, il peut être momentanément "coincé" dans un état d'image miroir (isomère). Être bloqué permet à d'autres réactions de se produire qui détruisent l'élément. Il est difficile de mesurer la quantité d'aluminium-26 produite par la galaxie, car les scientifiques doivent savoir quelle quantité est détruite. Pour la première fois, les scientifiques ont produit un faisceau d'aluminium-26 dans un état isomère. Ils ont utilisé le faisceau pour déterminer à quelle vitesse l'aluminium-26 est détruit. L'étude qui en résulte offre le premier résultat expérimental pour la synthèse de l'aluminium-26.

    En conséquence de ce nouveau faisceau isomérique, notre compréhension de la quantité d'aluminium-26 qui se forme et se détruit dans la galaxie a changé. L'impact? Nous avons des données plus réalistes à utiliser dans les calculs qui tentent d'expliquer les observations faites par les télescopes à rayons gamma. Plus loin, la production et l'utilisation réussies d'un faisceau isomère peuvent être généralisées à d'autres exemples. Il permet aux chercheurs d'explorer l'influence des états excités à longue durée de vie dans la création d'éléments par les étoiles.

    Les satellites équipés de télescopes à rayons gamma se sont avérés être des outils puissants pour trouver des preuves que des éléments sont continuellement produits dans notre galaxie. Par exemple, la détection d'un rayon gamma associé à la désintégration de l'aluminium-26 radioactif ne serait pas possible si l'aluminium-26 n'était pas continuellement formé, car tout se serait effondré il y a longtemps. Cependant, alors que cette observation indique que l'aluminium-26 se forme continuellement dans la galaxie, il ne nous dit pas où se produit la formation (par exemple, novae, supernovae, ou étoiles géantes). Pour comprendre les observations, des expériences en laboratoire doivent être effectuées pour déterminer quelles conditions sont les plus adaptées pour former l'aluminium-26 dans le cosmos. Un problème pour déterminer cela est le fait que l'aluminium-26 a un état excité qui survit pendant quelques secondes avant de se désintégrer à l'état fondamental du magnésium-26. Parce que cet état vit beaucoup plus longtemps que les autres états excités, il est classé comme isomère. Lorsque l'aluminium-26 se forme dans la galaxie, il est possible qu'il soit momentanément "coincé" à l'état isomère, laisser le temps à une autre réaction de se produire qui détruit l'élément. Pour bien comprendre combien d'aluminium-26 se forme dans la galaxie, il faut comprendre dans quelle mesure cet isotope est détruit lorsqu'il est « coincé » dans cet état de longue durée.

    Pour déterminer les taux de production et de destruction de l'aluminium-26, il faut créer une poutre d'aluminium-26 lorsqu'elle est à l'état fondamental et lorsqu'elle est à l'état pérenne. Alors que le premier a été réalisé dans un certain nombre de laboratoires, ce dernier n'a été rendu possible que récemment dans l'installation ATLAS du laboratoire national d'Argonne. En utilisant cette poutre isomère d'aluminium-26, les chercheurs ont déterminé pour la première fois la probabilité qu'une partie de l'aluminium-26 soit détruite avant d'atteindre l'état fondamental parce que le faisceau a traversé l'isomère.


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