Un deutone cattura un nucleo di 4He e diventa 6Li, emettendo un raggio γ. È l'unico modo in cui il Big Bang ha prodotto l'isotopo più leggero del litio.
La nucleosintesi primordiale standard prevede pochissimo 6Li, molto meno del 7Li. Alcune osservazioni di stelle antiche avevano fatto pensare a quantità molto maggiori, che avrebbero indicato nuova fisica o altre sorgenti di 6Li. Il tasso di questa reazione alle energie dell'Universo primordiale dice se il solo Big Bang avrebbe potuto produrne tanto. È molto difficile da misurare perché avviene così raramente; la prima misura diretta, in profondità sotto terra a LUNA, ha trovato un tasso troppo basso per spiegare le quantità riportate.
Dati essenziali
- Quanto è noto
- I dati diretti alle energie della nucleosintesi primordiale vengono da un unico esperimento sotterraneo, a quattro energie; il tasso che ne risulta è più basso delle stime precedenti.
- Valutazione interattiva
- Nessuna valutazione interattiva per ora · Valutazioni
- Valore Q · energia liberata
- 1,474 MeV
- Finestra di Gamow
- 185 ± 130 keVcollo di bottiglia del deuterio, 0,8 GK (Nucleosintesi primordiale)
- 96 ± 57 keVfine della nucleosintesi primordiale, 0,3 GK (Nucleosintesi primordiale)
- Tipo
- Cattura radiativa
Come è stata misurata
Le parti tecniche di questa pagina (l'elenco delle misure, i dettagli) sono in inglese.
4 misure, 1991–2017, di cui 2 a LUNAMostra l'elencoNascondi l'elenco
1991
Kernforschungszentrum Karlsruhe, Karlsruhe
Dissociazione coulombiana · fascio di 6Li da 156 MeV
Coulomb dissociation of 6Li into α + d at very low relative energies; the deduced S-factor was almost constant below 400 keV, contrary to theoretical expectations. [1]
2010
GSI, DarmstadtGSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
Dissociazione coulombiana · fascio di 6Li a 150 MeV/u
High-energy break-up of 6Li to test the Coulomb-dissociation approach; nuclear break-up dominates, so the data constrain the capture cross section only from above. [2]
2014
LUNA 400 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)
Misura diretta in laboratorio sotterraneo · due energie nell'intervallo della BBN
First direct measurement at BBN energies. With standard BBN the data give a primordial 6Li/7Li ratio of (1.5 ± 0.3) × 10−5, far below the values reported for halo stars. [3]
2017
LUNA 400 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)
Misura diretta in laboratorio sotterraneo · 80, 93, 120 e 133 keV
Full LUNA data set and a new thermonuclear rate, lower than earlier estimates, which widens the gap between predicted and reported 6Li. [4]
Misure (EXFOR)
Tutte le serie di dati che EXFOR contiene per questa reazione, disegnate secondo le energie che coprono, a confronto con le energie che una stella usa davvero.
8 serie di dati in 6 voci EXFOR, 1981–2016
- Energia più bassa in EXFOR
- 94 keV
- Anders et al., 2014 · S · O2188.002.1
- Distanza dal picco di Gamow
- Dentro la finestra
- E₀ = 184 keV, finestra 53,9–314 keV
- Tasso da energie assenti in EXFOR
- 89 %
- a T₉ = 0,8, stima liscia · di cui 4,2 % sotto l'energia più bassa in EXFOR
- Finestra di Gamow, tratteggiata dove nessuna misura arriva
- Le barre solo contornate si vedono ma non contano (la regola è in «Come sono calcolati questi numeri»).
- Un rombo è una serie di dati a una sola energia. Le barre che escono dal bordo destro proseguono a energie più alte.
Le serie di dati della mappa, per grandezza
| Grandezza | Serie di dati | Intervallo di E_cm (keV) |
|---|---|---|
| σsezione d'urto | 5 | 10 keV – 8,28 MeV |
| Sfattore S | 3 | 53 keV – 134 keV |
Come sono calcolati questi numeri
Energia più bassa misurata, in tutto l'esploratore dei dati nucleari: la più bassa energia nel centro di massa a cui una serie di dati di EXFOR misura la reazione stessa (sezione d'urto, fattore S, distribuzione angolare, resa o intensità di una risonanza), punto per punto. Un punto conta se è un valore e non un limite superiore o inferiore, se sta almeno una deviazione standard sopra lo zero e se la sua energia è fisica: almeno 1 keV per le particelle cariche, e non sotto la soglia di una reazione endotermica. Non contano: valori estrapolati, calcolati, valutati o derivati; dati superati, cancellati o preliminari; rapporti; un singolo valore del fattore S, che in EXFOR è il risultato di un fit; e i metodi indiretti (cavallo di Troia, dissociazione coulombiana, ANC, reazioni surrogate), riconosciuti dai codici di metodo e di analisi di EXFOR, dal loro testo e dal titolo. Prima si correggono gli errori di sistema di riferimento e di unità di EXFOR, e i valori che la letteratura indica come limiti superiori si leggono come limiti, da un elenco che riporta le prove per ciascuno. Le serie di dati che arrivano alla stessa energia entro il 0,5% sono citate tutte, dalla più vecchia. Tasso da energie assenti in EXFOR: la frazione dell'integrando del tasso a quella temperatura che cade fuori dagli intervalli di energia coperti dalle serie di dati che contano (dal punto misurato più basso al più alto), con un fattore S costante (σ ∝ S(E₀)/E · e^−2πη, quindi l'integrando è e^(−E/kT − 2πη)); per una cattura neutronica, σ ∝ 1/v. Le risonanze rendono irregolare l'integrando vero: è una stima di base, liscia.
Dettagli
The electric-dipole (E1) transition is suppressed by isospin selection rules and by the equal charge-to-mass ratios of the deuteron and the alpha particle, so the capture at BBN energies proceeds through E2 and a residual E1 component, and the cross section is very small. At higher energy the 3+ first excited state of 6Li appears as a resonance. Direct measurements are limited by the neutron background from 2H(d,n)3He, induced by deuterons that the beam scatters elastically in the target, and by the γ-ray background, which makes underground accelerators the natural place for them.
The LUNA collaboration measured the cross section directly at the 400 kV accelerator under Gran Sasso, first at two BBN energies (2014) and then at four energies between 80 and 133 keV (2017). Coulomb dissociation of 6Li beams was used earlier, but nuclear break-up dominates at the relevant energies, so those data give only upper limits on the capture cross section.
Energia del picco E0 ± metà della larghezza a 1/e, nel centro di massa, dalle masse AME2020.
Valutazioni
Compilazioni che combinano i dati in un tasso di reazione raccomandato.
- —P. Descouvemont et al., At. Data Nucl. Data Tables 88, 203 (2004) [5]
Questioni aperte
- L'entità del contributo E1 residuo alle energie della nucleosintesi primordiale.
Reazioni correlate
Bibliografia
- 1.
J. Kiener, H. J. Gils, H. Rebel, S. Zagromski, G. Gsottschneider, N. Heide, H. Jelitto, J. Wentz, G. Baur
Phys. Rev. C 44, 2195 (1991) · 10.1103/PhysRevC.44.2195
- 2.
F. Hammache et al.
High-energy breakup of 6Li as a tool to study the Big Bang nucleosynthesis reaction 2H(α,γ)6Li
Phys. Rev. C 82, 065803 (2010) · 10.1103/PhysRevC.82.065803 · arXiv:1011.6179
- 3.
M. Anders et al. (LUNA Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 113, 042501 (2014) · 10.1103/PhysRevLett.113.042501LUNA
- 4.
D. Trezzi et al. (LUNA Collaboration)
Big Bang 6Li nucleosynthesis studied deep underground (LUNA collaboration)
Astropart. Phys. 89, 57 (2017) · 10.1016/j.astropartphys.2017.01.007LUNA
- 5.
P. Descouvemont, A. Adahchour, C. Angulo, A. Coc, E. Vangioni-Flam
Compilation and R-matrix analysis of Big Bang nuclear reaction rates
At. Data Nucl. Data Tables 88, 203 (2004) · arXiv:astro-ph/0407101
Come citare questa pagina
J. Skowronski, 2H(α,γ)6Li, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/2H-ag-6Li.
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