Los investigadores simulan directamente la fusión de núcleos de oxígeno y carbono

La fusión de dos núcleos es un proceso complejo en el que influyen muchos factores. Estos factores incluyen no sólo la energía relativa y el momento angular de los dos núcleos, sino también cómo evolucionan sus estructuras cuando chocan. El resultado de la colisión se ve dramáticamente afectado por la naturaleza cuántica de los núcleos. La mejor manera de abordar las complejidades subyacentes es simular directamente cómo evolucionan los núcleos cuando chocan, aunque esto supone un esfuerzo computacional enorme.

En un nuevo estudio, los investigadores han realizado el cálculo más completo hasta la fecha de los procesos de reacción de fusión. El estudio utilizó instalaciones de supercomputación para realizar miles de simulaciones dependientes del tiempo.

El trabajo está publicado en la revista. examen físicoc.

La fusión nuclear, el proceso de fusionar dos núcleos en uno, es importante para la ciencia básica y una posible fuente de electricidad libre de carbono. En este estudio, los investigadores lograron una descripción mejorada de la fusión simulando directamente el proceso de reacción. Las discrepancias restantes entre los resultados de las simulaciones de los experimentos y las probabilidades de fusión medidas apuntan a fenómenos que las teorías actuales no pueden explicar. Los científicos esperan que estos fenómenos prevalezcan más en reacciones de isótopos raros de vida corta en instalaciones de haces radiactivos de próxima generación.

Este estudio mide la probabilidad de fusionar isótopos de oxígeno con núcleos de carbono en función de la energía. La investigación encontró un comportamiento oscilatorio no uniforme significativo en datos experimentales de alta resolución en relación con la dependencia de la probabilidad de fusión de la energía de colisión del sistema oxígeno-carbono. Al combinar métodos teóricos avanzados, computación de alto rendimiento y mediciones experimentales de alta resolución, el estudio proporciona la imagen más clara hasta el momento de la colisión de núcleos complejos.

Un modelo mejorado de colisiones nucleares es muy prometedor para explicar las complejidades en juego en la fusión nuclear. El examen de las discrepancias actuales entre el experimento y la teoría proporciona información sobre factores actualmente inexplorados que afectan el proceso de fusión. Estos aspectos inexplorados se vuelven más apremiantes a medida que las reacciones de isótopos raros y de corta duración se convierten en un área de investigación cada vez más importante en instalaciones como la Instalación de haces de isótopos raros para usuarios de energía de la Universidad Estatal de Michigan.