Descripción del proyecto
Nuevos estudios sobre la formación de los elementos pesados en el universo
En astrofísica nuclear, el proceso de captura de neutrones rápidos (o proceso R) es un conjunto de reacciones nucleares responsable de la generación de elementos más pesados que el hierro. La detección de una señal electromagnética asociada al acontecimiento de ondas gravitatorias GW170817 proporcionó el primer indicio de que la fusión de dos estrellas de neutrones da lugar a las condiciones para el proceso R. Se espera detectar más acontecimientos durante los próximos años que aporten más pistas experimentales sobre el proceso R. El proyecto KILONOVA, financiado con fondos europeos, pretende mejorar nuestros conocimientos sobre la nucleosíntesis en el proceso R y desvelar nueva información sobre cómo se crean los elementos pesados en el universo. Proporcionará descripciones detalladas de los núcleos exóticos ricos en neutrones implicados en el proceso R y realizará simulaciones astrofísicas sofisticadas. Además, guiará el programa experimental de futuras instalaciones experimentales como FAIR, donde se van a generar los núcleos pesados del proceso R por primera vez.
Objetivo
The lightest chemical elements –Hydrogen and Helium– were created about a minute after the Big Bang. Elements up to Iron are forged by fusion reactions in stars. Heavy elements between Iron and Uranium are produced by a sequence of neutron captures and beta-decays known as rapid neutron capture or r process. The freshly synthesized r-process elements undergo radioactive decay through various channels depositing energy in the ejecta that powers an optical/infrared transient called “kilonova” whose basic properties like luminosity and its dependence on ejecta mass, velocity, radioactive energy input, and atomic opacities I contributed to determine for the first time. Our predictions have been dramatically confirmed by the observation of a kilonova electromagnetic transient associated with the gravitational wave signal GW170817 providing the first direct indication that r-process elements are produced in neutron-star mergers. Additional events are expected to be detected in the following years, representing a complete change of paradigm in r-process research as for the first time we will be confronted with direct observational data. To fully exploit such opportunity it is fundamental to combine an improved description of exotic neutron-rich nuclei involved in the r-process with sophisticated astrophysical simulations to provide accurate prediction of r-process nucleosynthesis yields and their electromagnetic signals to be confronted with observational data. Based on my broad knowledge and expertise in all the relevant areas, and the unique experimental capabilities of the GSI/FAIR facility, I am in prime position to advance our understanding of r-process nucleosynthesis and determine the contribution of mergers to the chemical enrichment of the galaxy in heavy elements.
Ámbito científico
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-ADG - Advanced GrantInstitución de acogida
64291 Darmstadt
Alemania