Proizvodnja zlata u eksplozijama supernove i sudarima neutronskih zvijezda

diplomski rad

• Naslov (engleski): The synthesis of gold in supernova explosions and neutron stars mergers
• Autor: Anamarija Paulik
• Mentor: Nils Paar (mentor)
• Član povjerenstva: Nils Paar (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Draginja Mrvoš-Sermek (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Maja Planinić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Davor Kovačević (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Nenad Judaš (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Tamara Nikšić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Fizički odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2019-03-27, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Fizika

Sažetak

Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća znanstvenici istražuju kojim nuklearnim procesima nastaju teži elementi, što uključuje i zlato, a još veći interes predstavlja razumijevanje okruženja na kojima bi se ti procesi mogli izvesti. Većina zlata koje se nalazi u prirodi je izotop zlata 197Au čija je jezgra bogata neutronima i čini ga teškim metalom. Zlato ne nastaje na Zemlji, ali ne nastaje niti fuzijom u zvijezdama. Kako bi nastali elementi teži od željeza 56Fe, koje je finalni produkt fuzije u zvijezdama, potrebna je druga vrsta procesa. Posebice, uočeno je da je proces brzog uhvata neutrona (r-proces) koji se odvija u visokoentropijskom području bogatom neutronima jedna moguća varijanta procesa koji stvaraju teške elemente. Takva okruženja u svemiru moguća su u eksplozijama supernove tipa II i u sudarima neutronskih zvijezda. Budući da je nastanak zlata popraćen eksplozivnim događajima, oni će atomizirano zlato raspršiti kroz svemir, čak i do Zemlje. Pri evoluciji supernove tipa II područja koja su bogata neutronima su “vrući mjehurić”, koji nastaje neposredno prije nego što zvijezda eksplodira, i neutrinski vjetar koji potpomaže eksploziji zvijezde i izbacuje materiju bogatu barionima što omogućava odvijanje r-procesa. Pri sudarima neutronskih zvijezda također postoji neutrinski vjetar, ali se nukleosinteza također odvija i u dinamički izbačenoj materiji koja je direktna posljedica sudara. U radu će se opisati i usporediti nukleosinteza teških elemenata, uključujući i zlato, r-procesom koji se odvija u dva navedena okruženja u svemiru.

Sažetak (engleski)

In the last few decades scientists were investigating nuclear processes of relevance for the synthesis of heavy elements, including gold, and possible environments in the universe where these processes could occur. Most of the gold found in nature is a stable isotope 197Au and its nucleus is rich in neutrons which makes the metal heavy. It is known that gold does not originate from the Earth, but it also does not originate from the fusion in the stars. In order to create elements heavier than 56Fe, iron being the final product of the fusion in the stars, the process of neutron capture is required. Moreover, it is perceived that the process of rapid neutron capture (r-process) that takes place in a high-entropy neutron-rich region represents the process responsible for the creation of heavy elements. Locations in the universe that match required conditions are found within the environment of explosions of stars such as type II supernovae and neutron stars mergers. Due to explosive events accompanying the synthesis of gold, newly formed atomized gold is distributed throughout the universe, and it can even reach the Earth. During the evolution of a type II supernova, relevant environment for the nucleosynthesis include neutron-rich area known as “hot bubble”, which arises just before the star explodes, and the neutrino wind that adds up to the star's explosion and releases the material rich in baryons which enables the r-process to take place. In the neutron star mergers neutrino driven wind is also observed, but as a direct consequence of the collision nucleosynthesis also occurs in dynamically ejected matter. This work describes and compares the nucleosynthesis of heavy elements, as well as gold, via the r-process that takes place within before mentioned environments in the universe.

• Ključne riječi: zlato; nukleosinteza; uhvat neutrona; r-proces; supernova; neutrinski vjetar; neutronske zvijezde; sudar neutronskih zvijezda
• Ključne riječi (engleski): gold; nucleosynthesis; neutron capture; r-process; supernova; neutrino driven wind; neutron star; neutron star merger
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:582492
• Studijski program: Naziv: Fizika i kemija; smjerovi: nastavnički; Smjer: nastavnički; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: integrirani preddiplomski i diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra edukacije fizike i kemije (mag. educ. phys. et chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-04-18 08:32:44