Ricercatori dell'Istituto di Fisica Moderna dell'Accademia Cinese delle Scienze, insieme ai collaboratori, hanno recentemente compiuto progressi nello studio dei tassi di cattura degli elettroni del ⁹³ Nb utilizzando la reazione di scambio di carica, che fa luce sulle supernove a collasso del nucleo (CCSNe).

Alcune stelle massicce terminano la loro vita come CCSNe, che è l'evento più energico e misterioso dell'universo. Durante la CCSNe verrà rilasciata una grande quantità di energia e l'intera galassia potrà essere illuminata. Decenni di sforzi sono stati dedicati alla comprensione del CCSNe mentre rimangono ancora alcune domande aperte.

La simulazione al computer è uno strumento importante per aiutare i ricercatori a comprendere l'interno di CCSNe. Uno degli input fisici importanti nelle simulazioni CCSNe è la velocità di cattura degli elettroni. Precedenti studi hanno dimostrato che un gruppo di nuclei ricchi di neutroni nella regione N=50 contribuisce più fortemente a catturare gli elettroni, riducendo quindi la frazione di elettroni e modificando la composizione delle stelle che collassano. Però, i tassi di cattura degli elettroni di nuclei ricchi di neutroni non possono essere studiati direttamente nell'ambiente terrestre, perché questo tipo di reazione è endotermica e proprio non avviene nell'ambiente terrestre.

In questo lavoro, ricercatori hanno studiato i tassi di cattura degli elettroni del ⁹³ Nb—in prossimità della suddetta regione N=50—utilizzando il ⁹³ Nb(t, ³ He+γ) reazione di scambio di carica. L'esperimento è stato eseguito nel National Superconducting Cyclotron Laboratory della Michigan State University. Lo spettrometro ad alta precisione S800 in combinazione con l'array nucleare in-beam di tracciamento dell'energia a raggi gamma, GRETINA, è stato utilizzato per la misurazione.

I risultati mostrano che l'approssimazione ampiamente utilizzata proposta da K. Langanke et al. per il calcolo dei tassi di cattura degli elettroni non tiene adeguatamente conto degli effetti di Pauli-blocking. Non riesce a prevedere bene i tassi di cattura degli elettroni sperimentali e quindi, non è adatto per calcolare i tassi di cattura degli elettroni in questa regione, specialmente in bassa densità stellare e temperature.

Lo studio è stato pubblicato su Revisione fisica C .