Descrizione del progetto
Chiarire ulteriormente come si formano gli elementi pesanti dell’Universo
Nell’astrofisica nucleare, il rapido processo di cattura dei neutroni (o processo r) è un insieme di reazioni nucleari responsabili della creazione di elementi più pesanti del ferro. Il rilevamento di un segnale elettromagnetico associato all’evento dell’onda gravitazionale GW170817 ha fornito la prima indicazione del fatto che la fusione di due stelle di neutroni crea le condizioni per il processo r. Ulteriori eventi dovrebbero essere rilevati nei prossimi anni, fornendo ulteriori indizi sperimentali sul processo r. Il progetto KILONOVA, finanziato dall’UE, punta a migliorare la nostra comprensione della nucleosintesi del processo r e a chiarire come vengono creati gli elementi pesanti dell’universo. Fornirà descrizioni dettagliate di nuclei esotici ricchi di neutroni coinvolti nel processo r e condurrà sofisticate simulazioni astrofisiche. Inoltre, guiderà il programma sperimentale in future strutture sperimentali come FAIR, dove per la prima volta verranno prodotti nuclei pesanti per il processo r.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-ADG - Advanced GrantIstituzione ospitante
64291 Darmstadt
Germania