Comment les atomes riches en protons sont-ils créés dans les étoiles?
À l'exception des plus légers, tous les atomes se sont créés dans des étoiles, lors de différentes phases d'évolution stellaire, suite à différents processus de nucléosynthèse. Les éléments chimiques plus lourds que le fer sont généralement créés par des réactions nucléaires induites par des neutrons. Cependant, quelques douzaines d'isotopes lourds et riches en protons ne peuvent pas être créés par des réactions nucléaires induites par des protons se produisant pendant l'évolution stellaire. Ils sont appelés isotopes p. Le processus p est l'un des processus de nucléosynthèse les moins connus. Les calculs de modèles de processus p nécessitent d'énormes réseaux de réaction avec des taux de réaction nécessaires en tant que données d'entrées des calculs. Les calculs de modèles ne reproduisent pas parfaitement l'abondance d'isotopes p observés dans la nature. Cette lacune est partiellement due au manque de connaissances en physique nucléaire nécessaire aux modèles. La détermination expérimentale des taux de réaction à partir des mesures de sections transversales est donc primordiale. La base de données expérimentale disponible pour le processus p manquait de données sur les sections transversales induites par des alphas dans la région de masse des isotopes p lourds. Le principal objectif du projet ATOMKI-PPROCESS (Nuclear reaction studies relevant to the astrophysical p-process nucleosynthesis) était d'étudier les réactions induites par des particules charges dans la masse et dans les plages d'énergie du processus p. Avec un point fort sur les études des réactions nucléaires dans cette zone. L'un des plus importants et cependant plus incertains paramètres d'entrée nucléaire pour les calculs est le potentiel optique du noyau alpha. Cette quantité peut être étudiée de manière expérimentale à l'aide d'expériences de dispersion élastique haute précision des alphas. Le deuxième objectif du projet était de déterminer les potentiels optiques par des expériences de dispersion. Le projet nécessitait des détecteurs gamma haute performance et des instruments électroniques nucléaires modernes pour réaliser les mesures de section transversale planifiées. Les chercheurs ont fait évoluer la chambre de dispersion utilisée pour les expériences de dispersion élastique des alphas. Ils ont également conçu, construit et testé une nouvelle chambre cible pour des mesures de section transversale dans un faisceau. Les membres du projet ATOMKI-PPROCESS ont réalisé techniquement les expériences complexes d'anneau de stockage et les études des réactions induites par des gamma. Ils ont également effectué des mesures très précises de détérioration à demi-vie sur les isotopes radioactifs impliqués. Ils ont pu, sur la base des expériences de dispersion, suggérer un nouveau potentiel optique global de noyau alpha pour des applications d'astrophysique. Les jeux de données du projet ont contribué considérablement à améliorer la compréhension de la production d'isotopes p dans l'Univers.
Mots‑clés
Supernovas, processus p nucléaire, isotopes, réaction nucléaire, nucléosynthèse, dispersion des alphas, détecteurs gamma, mesures à demi-vie
