A kémiai elemek eredetét vizsgálják az ATOMKI és a CSFK kutatói

A kémiai elemek eredetének feltárásában vesznek részt az ATOMKI és a CSFK kutatói a ChETEC-INFRA nemzetközi projekt keretében.

A ChETEC-INFRA ("Chemical Elements as Tracers of the Evolution of the Cosmos – Infrastructures for Nuclear Astrophysics", azaz „Kémiai elemek mint a világegyetem fejlődésének nyomjelzői – a nukleáris asztrofizika infrastruktúrái") elnevezésű projekt 17 ország 32 intézetét – köztük az ELKH Atommagkutató Intézetet (ATOMKI) és az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetét (CSFK CSI) – támogatja abban, hogy feltárják a kémiai elemek eredetét.

A program során a kutatók vizsgálják az ősrobbanást követő elemszintézist, amelyben a hidrogén és a hélium keletkezett; a csillagokban zajló fúziós folyamatokat, amelyek a vasig építik fel a kémiai elemeket; illetve a csillagrobbanásokat, amelyekben az ismert elemek többsége – a vastól az ólomig – létrejött; és a neutroncsillag-összeolvadásokat is, amelyekből a nehezebb elemeknek legalább egy része származik (az uránig bezárólag a periódusos rendszerben).

A ChETEC-INFRA projekt célja annak a három különböző típusú infrastruktúrának a hálózatba kapcsolása, amelyek együttesen biztosítják a fentiek tanulmányozásához szükséges képességeket: a magfizikai laboratóriumok adatokat szolgáltatnak az atommagfolyamatokról, ezeket a szuperszámítógépek különféle csillagokkal kapcsolatos számítások elvégzésére használják fel, melynek eredményeit a távcsövek és tömegspektrométerek által szolgáltatott adatokkal lehet összehasonlítani.

A ChETEC-INFRA egy egységes internetes portál segítségével biztosít európai hozzáférést a nemzeti és regionális kulcsberendezésekhez, legyenek azok teleszkópok, részecskegyorsítók vagy szuperszámítógépek. A projekt ezáltal lehetőséget biztosít különféle interdiszciplináris vizsgálatokra, amelyeket illetően várja a kutatási tervek benyújtását, különösen olyan kisebb európai uniós országokból, ahol még nincs hagyománya a nukleáris asztrofizikai kutatásoknak. Emellett a ChETEC-INFRA nagy hangsúlyt fektet a kutatási eredmények széles körű terjesztésére, és a kutatói utánpótlás nevelésére.

A projekt keretében a CSFK CSI kutatói arra kapnak támogatást, hogy irányítsák annak a Tömegspektrometriai Hálózatnak a munkáját, amely a Hull Egyetem, az ETH Zürich, az Institut de Physique du Globe de Paris, a Bécsi Egyetem és a Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf együttműködésében össze kívánja kapcsolni a számítógépes előrejelzéseket a meteoritok és a földminták összetételének az elemzésével.

Egyébiránt ez jelenti a projekt leginnovatívabb feladatát:

az anyagminták laboratóriumi elemzésében és a nukleáris asztrofizikában alkalmazott teljesen eltérő módszerek miatt a tudományos közösségnek égető szüksége van közös eszközök, megközelítések és jó gyakorlatok létrehozására annak érdekében, hogy valamennyi kutatási lehetőséget kellően ki lehessen aknázni.

Az Allende-meteorit egy szelete. A Földön megtalálható egyetlen kőzet sem mutat ilyen szerkezetet. A benne látható különböző színű kis ásványok nagyon régen képződtek a Naprendszerben. Összetételüket a csillagokban zajló nukleáris reakciók modelljeinek segítségével elemzik majd Forrás: Matteo Chinellato

Az ATOMKI a ciklotronja segítségével a projekt legnagyobb energiájú részecskenyalábját teszi elérhetővé az európai felhasználók részére a ChETEC-INFRA keretében. Az ATOMKI az ország részecskegyorsító központjaként a projekthez szükséges magadatok méréséhez biztosít infrastrukturális hátteret. Ez az úgynevezett Transnational Access (nemzetek közötti hozzáférés) európai összefogást erősítő eljárás, amely több korábbi európai H2020-as projekt fontos részét képezi.

Az ATOMKI ciklotronja a nukleáris asztrofizika szolgálatában Forrás: ELKH

Az intézet Nukleáris Asztrofizikai Csoportja sokéves tapasztalatait felhasználva maga is részt vesz a konkrét magadatmérésekben, valamint a szükséges céltárgyfejlesztésekben és -tesztelésekben, továbbá saját mérési projektekkel járul hozzá csillagokban zajló folyamatok megértéséhez.