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Resonant Nuclear Gamma Decay and the Heavy-Element Nucleosynthesis

Projektbeschreibung

Die Bildung schwerer Elemente mittels Neutroneneinfangprozessen entschlüsseln

Die Entschlüsselung der kosmischen Prozesse, die für die Elementbildung verantwortlich sind, ist das ultimative Ziel der nuklearen Astrophysik. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt gRESONANT stellt sich der großen Herausforderung, die Nukleosynthese schwerer Elemente zu verstehen, und zielt darauf ab, die Auswirkungen von übersehenen Kernstruktureffekten auf Neutroneneinfangprozesse aufzudecken. Durch die Erforschung niederenergetischer Gammazerfallsresonanzen in neutronenreichen und überschweren Kernen könnte gRESONANT neue Erkenntnisse zur astrophysikalischen Neutroneneinfangraten hervorbringen. Die vorgeschlagenen Aktivitäten werden eine neue Forschungsrichtung einschlagen, da es keine Daten zur niederenergetischen Gammaresonanz in neutronenreichen und überschweren Kernen gibt. gRESONANT wird genauere Abschätzungen der unbekannten Neutroneneinfangquerschnitte ermöglichen und so bedeutende Fortschritte in der nuklearen Astrophysik einleiten.

Ziel

THE GRAND CHALLENGE: The “Holy Grail” of nuclear astrophysics is to understand the astrophysical processes responsible for the formation of the elements. A particularly challenging part is the description of the heavy-element nucleosynthesis. The only way to build the majority of these heavy nuclides is via neutron-capture processes. Unaccounted-for nuclear structure effects may drastically change these rates.
MAIN HYPOTHESIS: Nuclear low-energy gamma-decay resonances at high excitation energies will enhance the astrophysical neutron-capture reaction rates.
NOVEL APPROACH: This proposal is, for the first time, addressing the M1 scissors resonance in deformed, neutron-rich nuclei and superheavy elements. A new experimental technique will be developed to determine the electromagnetic nature of the unexpected upbend enhancement. Further, s-process branch points for the Re-Os cosmochronology will be studied for the first time with the Oslo method.
OBJECTIVES:
1) Measure s-process branch point nuclei with the Oslo method
2) Radioactive-beam experiments for neutron-rich nuclei searching for the low-energy upbend and the M1 scissors resonance
3) Develop new experimental technique to identify the upbend’s electromagnetic nature
4) Superheavy-element experiments looking for the M1 scissors resonance
POTENTIAL IMPACT IN THE RESEARCH FIELD: This proposal will trigger a new direction of research, as there are no data on the low-energy gamma resonances neither on neutron-rich nor superheavy nuclei. Their presence may have profound implications for the astrophysical neutron-capture rates. Developing a new experimental technique to determine the electromagnetic character of the upbend is crucial to distinguish between two competing explanations of this phenomenon. Unknown neutron-capture cross sections will be estimated with a much better precision than prior to this project, and lead to a major leap forward in the field of nuclear astrophysics.

Finanzierungsplan

ERC-STG - Starting Grant

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITETET I OSLO
Netto-EU-Beitrag
€ 1 443 472,00
Adresse
PROBLEMVEIEN 5-7
0313 Oslo
Norwegen

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Region
Norge Oslo og Viken Oslo
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 1 443 472,00

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