Onderzoeksproject P4/18 (Onderzoeksactie P4)
Het onderzoek in het kader van dit IUAP netwerk heeft de volgende doelstellingen: ontwikkeling en gebruik van radioactieve ionenbundels (voor het eerst versneld met de cyclotrons van de UCL in 1989) voor experimenten die van cruciaal belang zijn voor de nucleaire astrofysica en voor de kernfysica; theoretische interpretatie van de experimentele resultaten; analyse van hun weerslag op de modellen die sterrenevoluties beschrijven en van hun bijdrage tot een betere kennis van de kernstructuur.
Kennis van de eigenschappen van bepaalde kernreacties waarbij radioactieve elementen betrokken zijn is vereist voor een beter begrip van sommige verschijnselen die optreden bij sterrenexplosies, zoals supernovae, novae en X-stralenerupties. Deze eigenschappen kunnen gemeten worden met de lage-energiebundels van deze radioactieve elementen zoals ze met de drie cyclotrons van de UCL gemaakt worden en met de bijbehorende, bestaande of nog te bouwen experimentele apparatuur, zoals de reactieproductenseparator. Onderzoek op dit gebied behelst de uitbreiding van reeds bestaande bundels qua intensiteit en energiebereik en ontwikkeling van nieuwe ionenbundels; de bouw en inbedrijfstelling van nieuwe experimentele apparatuur en hun gebruik voor de meting van kernreacties die van belang zijn voor de nucleaire astrofysica. De resultaten van deze metingen worden naderhand ingepast in de modellen die deze kernen en hun interacties beschrijven. Verder worden deze resultaten ook ingepast in de scenario's die werden opgesteld door de theoretische astrofysici om deze sterrenexplosies te beschrijven en hun impact op deze scenario's wordt bestudeerd.
De studie van "exotische" kernen is een van de belangrijkste richtingen in het hedendaags kernonderzoek. Dit zijn radioactieve atoomkernen die in hun samenstelling (aantal protonen en/of aantal neutronen) zeer sterk verschillen van de stabiele kernen of van de kernen die dicht bij de nucleaire stabiliteitslijn zitten. Een van de nieuwe verschijnselen die bij deze exotische kernen voorkomen, is het bestaan van een "neutronenhalo". Dit is een soort lagedichtheids "neutronenwolk" die zich op grote afstand van de eigenlijke kern bevindt. Deze verschijnselen kunnen bestudeerd worden met behulp van versnelde bundels van dergelijke "halokernen" zoals bijvoorbeeld het zware heliumisotoop, 6He, en van hun interacties met trefplaatjes van verschillende materialen. Dit onderzoek omvat dus de productie van dergelijke bundels, de metingen van hun interacties en de interpretatie van de meetresultaten aan de hand van theoretische modellen die deze "halokernen" trachten te beschrijven.
Dankzij de samenwerking die in het kader van deze IUAP werd opgezet, kan dit onderzoek op het gebied van de nucleaire astrofysica en van de kernfysica met succes afgerond worden. Ze brengt immers experimentele teams van de UCL, de KUL en de ULB samen, die elk minstens een van de vereiste technieken grondig beheersen (productie van radioactieve ionenbundels; studie van "exotische" kernen; gamma-, geladen deeltjes en neutronendetectoren; dataverwerving en -analyse) samen met teams van theoretici van de ULB die de betreffende kern- en kernreactiemodellen alsook de astrofysische "scenario's", die de sterrenexplosies beschrijven, hebben opgesteld.
Toepassingen van het onderzoek in het kader van deze IUAP zijn mogelijk op het gebied van de vaste-stoffysica.
