ERNA2, reazioni nucleari astrofisiche riprodotte in laboratorio.
L’Astrofisica Nucleare studia i processi nucleari che avvengono nello spazio e caratterizzano (o hanno caratterizzato) la produzione di energia e la nucleosintesi del Big Bang,delle stelle e di eventi violenti come la fusione di stelle di neutroni e le esplosioni di supernova.
Riprodurre le condizioni in cui tali reazioni avvengono in natura e misurarle in laboratorio è la missione dell’esperimento ERNA2. La principale difficoltà per lo studio in laboratorio della fisica nucleare delle stelle sta nella bassa energia a cui si verificano gli eventi astrofisici: la nucleosintesi primordiale diventa efficiente quando kT<100 keV, mentre le reazioni di fusione nelle stelle avvengono a energie di poche decine di keV. ERNA2 sfrutta per le misure la cinematica inversa accoppiata al potente separatore di frammenti installato al laboratorio CIRCE a Caserta per lo studio di reazioni nucleari di cattura radiativa.
Il programma scientifico attuale e dei prossimi anni è focalizzato sulla misura delle sezioni d’urto delle reazioni 12C(α,γ)O16, 15N(α,γ)F19 , 6Li(α,γ)10B, importanti dal punto di vista astrofisico.
Le reazioni, usando come esempio la 12C(α,γ)O16, vengono studiate accelerando un fascio di 12C su un target gassoso di 4He altamente pressurizzato e senza finestre, localizzato in una piccolissima regione di spazio. L’ 16O prodotto nella reazione, convogliato nel separatore di rinculi, viene separato dal fascio primario, parecchi ordini di grandezza più intenso, e viene rivelato attraverso un rivelatore a più stadi che ne permette l’identificazione e che si trova alla fine della linea di fascio. Inoltre, un array di rivelatori a scintillazione è posto nelle vicinanze del gas target permettendo di misurare i fotoni gamma prodotti nelle reazioni.
ERNA2 è una collaborazione di circa 20 persone, provenienti da diverse istituzioni di ricerca italiane ed estere.Nell’esperimento sono disponibili tesi di laurea triennale, magistrale e di dottorato, con attività sperimentale e di analisi dati.