Une grande partie des éléments qui nous entourent sont produits lors de réactions de fusion dans les étoiles. Cependant, les éléments plus lourds que le fer nécessitent des processus plus complexes qui se déroulent dans une variété d'environnements astrophysiques pour être produits. La modélisation de ces processus nécessite des connaissances sur les propriétés des nucléides participant aux réactions, comme la masse atomique. Dans sa thèse de doctorat dans le domaine de la physique nucléaire à l'Université de Jyvaskyla, Markus Vilén a mesuré les masses atomiques de 27 isotopes plus lourds que le fer et de trois états nucléaires excités à longue durée de vie. Parmi eux, 16 masses ont été mesurées pour la première fois.

Les mesures ont été effectuées à l'aide du piège de Penning JYFLTRAP au Laboratoire des accélérateurs de l'Université de Jyväskylä. Les résultats permettent d'améliorer les modèles théoriques sur, par exemple, nucléosynthèse dans les fusions d'étoiles à neutrons et dans un type particulier de sursauts de rayons X.

Les isotopes radioactifs exotiques ont été produits à l'aide de l'installation IGISOL du laboratoire de l'accélérateur. L'étude s'est principalement concentrée sur des mesures de masse sur des isotopes de terres rares riches en neutrons à l'aide du piège de Penning JYFLTRAP. En outre, des isotopes avec des nombres de protons et de neutrons presque égaux ont été étudiés.

"Les résultats ont conduit à une meilleure précision des prédictions par les modèles théoriques sur les quantités dans lesquelles différents éléments sont produits dans, par exemple, fusions d'étoiles à neutrons. Les mesures ont également révélé de nouvelles informations sur la structure nucléaire des isotopes riches et déficients en neutrons, " dit le Markus Vilén de l'Université oh Jyväskylä.

Des techniques de mesure de masse de haute précision et de production de faisceaux d'ions radioactifs ont été développées et testées dans le cadre de l'étude.

"Les masses d'ions, même simples, ont été mesurées avec des précisions de quelques parties par milliard, " dit Vilén.