Atom çekirdeklerinde, yüksek enerjili çarpışmalar nötron ve proton kümelerinin üretimine ve güçlü iyonların yayılmasına neden olur. İki helyum-4 (4He) çekirdeği çarpıştığında bir berilyum-8 çekirdeği oluşur. Üçüncü bir 4He parçacığının bu çekirdeğe çarpması durumunda, 4He parçacıkları düzenli bir küme oluşturarak karbon-12’nin (12C) uyarılmış formuna neden olabilir. Çarpışma ürünlerinin kararlılığının, yüksek enerjili çarpışmalar sırasında nötron ve proton kümelenmesine bağlı olduğu bilinmektedir.
Yüksek Enerjili Çarpışmaların Dinamikleri
Bununla birlikte, kümelenmenin yüksek enerjili çarpışmaların dinamiklerini ve sonuçlarını nasıl etkilediği hala belirsizdir. Floransa Üniversitesi’nden Catalin Frosin ve ekibi, bu tür bir temas sırasında reaksiyon ürünlerinin nasıl geliştiğini gösteren deneysel sonuçları yayınladı.
Bulgular, daha yüksek çarpma enerjilerinin kümelenmeyi teşvik edebileceğini ve daha hafif, daha enerjik parçacıkların emisyonuna yol açabileceğini iddia eden modellerle tutarlıdır.
Deneylerde, 12C nesnelerini patlatmak için neon-20 ve sülfür-32 darbeli lazerler kullanılıyor. Fermi enerjisine yakın yüklü parçacıkları incelemek için oluşturulan bir dedektör olan FAZIA’yı kullanan Frosin ve arkadaşları, ortaya çıkan parçaları tanımladı. Nükleon etkileşimlerini ve kararsız ürün bozunumlarını tahmin etmek için bilim insanları hem küme korelasyonlu hem de küme korelasyonsuz simülasyonlar yürüttü. Deneysel sonuçlarla uyumlu olarak, kümelenmeyi içeren modeller daha yüksek enerjili parçacıklar üretti. Araştırmacılara göre, nükleon-nükleon ve nükleon-küme çarpışmalarının erken, dinamik aşamasındaki enerji ve momentum korunumu bu etkinin nedeniydi.
Sonuçlar, FAZIA’nın nükleer parçaların özelliklerine ilişkin verileri ne kadar doğru bir şekilde çıkarabildiğini gösteriyor. Araştırmacılara göre, başka yerlerde yapılan önceki çalışmalar sadece karbon+karbon etkileşimlerine odaklanmıştı. Bu çalışma, parçalanma mekanizmalarını daha ağır reaktanlara genişleterek yorumlamak için daha fazla olasılık sunuyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s50
