La mappa mostra la radiazione gamma galattica dal decadimento dell'alluminio-26 misurata dal telescopio COMPTEL. Credito:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti
La nostra galassia produce e distrugge l'elemento alluminio-26 nel processo di produzione del magnesio-26. Come si forma, può essere momentaneamente "bloccato" in uno stato di immagine speculare (isomero). Rimanere bloccati fa sì che si verifichino altre reazioni che distruggono l'elemento. Misurare quanto alluminio-26 produce la galassia è difficile perché gli scienziati devono sapere quanto viene distrutto. Per la prima volta, gli scienziati hanno prodotto un raggio di alluminio-26 in uno stato isomerico. Hanno usato il raggio per determinare la velocità con cui l'alluminio-26 viene distrutto. Lo studio risultante offre il primo risultato sperimentale per la sintesi dell'alluminio-26.
Come conseguenza di questo nuovo fascio isomerico, la nostra comprensione di quanto alluminio-26 si sta formando e distruggendo nella galassia è cambiata. L'impatto? Abbiamo dati più realistici da utilizzare nei calcoli che tentano di spiegare le osservazioni fatte dai telescopi a raggi gamma. Ulteriore, la produzione e l'uso di successo di un fascio isomerico possono essere generalizzati ad altri esempi. Consente ai ricercatori di esplorare l'influenza degli stati eccitati di lunga durata nella creazione di elementi da parte delle stelle.
I satelliti dotati di telescopi a raggi gamma hanno dimostrato di essere potenti strumenti per trovare prove che gli elementi vengono continuamente prodotti nella nostra galassia. Per esempio, la rivelazione di un raggio gamma associato al decadimento dell'alluminio-26 radioattivo non sarebbe possibile se l'alluminio-26 non si formasse continuamente, come tutto sarebbe decaduto molto tempo fa. Però, mentre questa osservazione indica che l'alluminio-26 si forma continuamente nella galassia, non ci dice dove avviene la formazione (es. novae, supernovae, o stelle giganti). Per comprendere le osservazioni, devono essere eseguiti esperimenti in laboratorio per determinare quali condizioni sono più adatte per formare l'alluminio-26 nel cosmo. Un problema nel determinare questo è il fatto che l'alluminio-26 ha uno stato eccitato che sopravvive per alcuni secondi prima di decadere allo stato fondamentale di magnesio-26. Poiché questo stato vive molto più a lungo degli altri stati eccitati, è classificato come isomerico. Quando l'alluminio-26 si forma nella galassia, è possibile che possa essere momentaneamente "bloccato" nello stato isomerico, lasciando il tempo per un'altra reazione che distrugga l'elemento. Per comprendere appieno quanto alluminio-26 si sta formando nella galassia, bisogna capire quanto di questo isotopo viene distrutto mentre è "bloccato" in questo stato di lunga durata.
Per determinare i tassi di produzione e distruzione dell'alluminio-26, si deve creare una trave di alluminio-26 quando è allo stato fondamentale e quando è nello stato longevo. Mentre il primo è stato realizzato in numerosi laboratori, quest'ultimo è stato reso possibile solo di recente presso la struttura ATLAS presso l'Argonne National Laboratory. Usando questo raggio isomerico di alluminio-26, i ricercatori hanno determinato per la prima volta la probabilità che una parte dell'alluminio-26 sia stata distrutta prima di raggiungere lo stato fondamentale perché il raggio è passato attraverso l'isomero.