Una de las grandes preguntas de la física y la química es:¿Cómo se crearon los elementos pesados ​​del hierro al uranio? El Sistema Acelerador Argonne Tandem Linac (ATLAS) en el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) se está actualizando con nuevas capacidades para ayudar a encontrar la respuesta a esa pregunta y muchas otras.

De cinco instalaciones para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE en Argonne, ATLAS es el más longevo. "Inaugurado en 1978, ATLAS está en constante cambio y desarrollo de nuevos avances tecnológicos y responde a las oportunidades de investigación emergentes, ", dice el director de ATLAS, Guy Savard. Ahora se está equipando con una fábrica" ​​N =126, "programado para estar en línea a finales de este año. Esta nueva capacidad pronto producirá haces de núcleos atómicos pesados ​​que constan de 126 neutrones. Esto es posible, en parte, mediante la adición de un enfriador-apilador que enfría la viga y la convierte de continua a agrupada.

Durante muchas décadas, ATLAS ha sido una instalación líder en los EE. UU. Para la investigación de estructuras nucleares y es la instalación líder en el mundo en la provisión de haces estables para la investigación de estructuras nucleares y astrofísica. ATLAS puede acelerar los haces que atraviesan los elementos, del hidrógeno al uranio, a altas energías, luego los convierte en objetivos para estudios de varias estructuras nucleares.

Desde su concepción, ATLAS ha reunido a los principales científicos e ingenieros del mundo para resolver algunos de los problemas científicos más complejos de la física nuclear y la astrofísica. En particular, Ha sido fundamental para determinar las propiedades de los núcleos atómicos, el núcleo de la materia y el combustible de las estrellas.

La próxima fábrica N =126 generará haces de núcleos atómicos con un "número mágico" de neutrones, 126. Como explica Savard, "La física tiene siete números mágicos:2, 8, 20, 28, 50, 82 y 126. Los núcleos atómicos con este número de neutrones o protones son excepcionalmente estables. Esta estabilidad los hace ideales para fines de investigación en general ".

Los científicos de ATLAS generarán N =126 núcleos para probar una teoría reinante de la astrofísica:que la captura rápida de neutrones durante la explosión y el colapso de estrellas masivas y la colisión de estrellas de neutrones es responsable de la formación de aproximadamente la mitad de los elementos pesados ​​de hierro a través del uranio.

La fábrica N =126 acelerará un haz compuesto por un isótopo de xenón con 82 neutrones hacia un objetivo compuesto por un isótopo de platino con 120 neutrones. Las colisiones resultantes transferirán neutrones del rayo de xenón a un objetivo de platino, produciendo isótopos con 126 neutrones y cerca de esa cantidad. Los isótopos ricos en neutrones muy pesados ​​se envían a estaciones experimentales para su estudio.

"Los estudios previstos en ATLAS proporcionarán los primeros datos sobre isótopos ricos en neutrones con alrededor de 126 neutrones y deberían desempeñar un papel fundamental en la comprensión de la formación de elementos pesados, la última etapa en la evolución de las estrellas, ", dijo Savard." Estos y otros estudios mantendrán a ATLAS en la frontera de la ciencia ".

Los arquitectos de la "fábrica N =126" incluyen a Savard, así como Maxime Brodeur (Universidad de Notre Dame), Adrian Valverde (nombramiento conjunto con la Universidad de Manitoba), Jason Clark (nombramiento conjunto con la Universidad de Manitoba), Daniel Lascar (Universidad Northwestern) y Russell Knaack (división de Física de Argonne).

Los autores publicaron recientemente dos artículos sobre el tema en Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, "La fábrica de N =126:una nueva instalación para producir isótopos ricos en neutrones muy pesados" y "Un enfriador-acumulador para la fábrica de N =126 en el laboratorio nacional de Argonne".