12 KJEMI 5 2025 For oss kjernefysikere har spørsmålet en ekstra dimensjon, fordi vi ikke kun studerer grunnstoffene – vi ønsker også å undersøke hvordan og hvor ulike isotoper (samme atomnummer Z, ulikt antall nøytroner N) av disse grunnstoffene dannes – en prosess vi kaller nukleosyntese. I stedet for 118 grunnstoffer finnes det flere tusen atomkjerner som kjernefysikerne har studert i flere tiår. For å få oversikt organiserer vi dem i et «kjernekart» som viser grunnstoffene langs y aksen og isotopene langs x‑aksen (vist i figur 1). For å finne ut hvor de letteste grunnstoffene og deres isotoper kommer fra, må vi se helt tilbake til Big Bang for ca. 13,8 milliarder år siden. Det var da alt av hydrogenet rundt oss ble dannet. Forskjellige livsfaser til forskjellige typer stjerner står bak syntesen av tyngre grunnstoffer fram til jern (Fe), ved fusjon av lettere kjerner som opprinnelig ble dannet i Big Bang. Tyngre kjerner kan derimot ikke lenger dannes ved fusjon av lettere kjerner i stjerner. Etter jern endrer mekanismen for å lage nye grunnstoff og kjerner seg dramatisk. Nesten alle disse dannes gjennom en serie av nøytroninnfanginger. Denne prosessen, kalt nukleosyntese av tunge grunnstoffer, handler om en fin balansegang: kjerner fanger nøytroner og blir mer nøytronrike (og ofte ustabile), mens radioaktivt beta‑henfall fører dem tilbake mot stabile former. Avhengig av hvor mange nøytroner som er tilgjengelige i det astrofysiske miljøet, skiller vi mellom ulike nøytron- innfangingsprosesser. Den langsomme nøytroninnfangingen («s» for «slow», s-prosessen) kan ta opptil millioner av år og følger i stor grad de stabile kjernene i kjernekartet. Den raske nøytroninnfangingen («r» for «rapid», r-prosessen), som foregår i eksplosive astrofysiske miljøer, krever derimot bare noen få sekunder for å produsere Dannelsen av tunge grunnstoff i universet Hvor de forskjellige kjemiske grunnstoffene stammer fra, er et av de store spørsmålene i moderne vitenskap som ennå ikke er fullt ut besvart. Hvordan dannes disse grunnstoffene i universet, både i og utenfor solsystemet vårt? Maria Markova, PhD, Postdoktor i kjerne-astrofysikk ved UiO og Norsk Nukleært Forskningssenter maria.markova@fys.uio.no Figur 1: Et «kjernekart» som viser grunnstoffene langs y aksen og isotopene langs x‑aksen. Skjemaet til høyre viser hvordan de langsomme (s) og raske (r) nøytroninnfangingsprosessene forløper i kjerner nær tinn.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ3Mzgy