A vörös óriás csillagokban lejátszódó egyik nagyon ritka magreakciót sikerült elsőként megfigyelni az olaszországi Gran Sasso Nemzeti Laboratóriumban, magyar kutatók részvételével. A méréseket a világ egyetlen mély földalatti gyorsítójával végezte a LUNA nemzetközi együttműködés, amelyben az MTA Atomki kutatói is részt vesznek, jelent meg az MTA honlapján.
A LUNA gyorsító protonok vagy alfa-részecskék nyalábját állítja elő és ütközteti egy megfelelően kiválasztott kémiai elem (jelen esetben neon) atommagjaival. Különleges detektálási technikát alkalmaznak az igen kis valószínűséggel lejátszódó reakciók megfigyelésére. A laboratórium fölötti mintegy másfél kilométeres sziklaréteg pedig úgy segíti a kísérleteket, hogy leárnyékolja a világűrből érkező kozmikus sugárzást, mely lehetetlenné tenné a folyamatok pontos megfigyelését.
A LUNA nemzetközi együttműködés jelenleg mintegy 50 fizikusból áll, akik olasz, magyar német és skót intézetekből kerülnek ki. A Magyar Tudományos Akadémia debreceni Atommagkutató Intézet fizikusai 15 éve, az együttműködés születésétől részt vesznek annak munkájában. Több projekt vezetésével és folyamatos részvételükkel a kutatómunkában megbecsült szerepet játszanak a kollaboráció működésében.
Sok milliárd év múlva Napunk vörös óriás csillaggá válik. Az ilyen csillagokban lezajló igen ritka atommagreakciót sikerült laboratóriumi körülmények között megfigyelnie a LUNA nemzetközi együttműködés keretében. A LUNA együttműködés az olaszországi Gran SassoNemzeti Laboratóriumban végzi kísérleteit, melyek során most először sikerült megfigyelni egy olyan reakciót, mely világunk egyik fontos kémiai eleme, a nátrium kialakulásáért felelős vörös óriásokban. A kutatók a Physical Review Letters folyóiratban publikálták eredményeiket.
A LUNA kísérletek lelke (mint azt a betűszót adó Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics név is mutatja) egy mélyen a földfelszín alatt lévő részecskegyorsító. A világon ez az egyetlen olyan berendezés, ahol a föld alatti elhelyezkedés eredményeként a kozmikus háttérsugárzás olyan alacsony, hogy máshol nem vizsgálható folyamatok is kutathatókká válnak. A gyorsítóval olyan atommagok közötti kölcsönhatások vizsgálhatók, melyek csillagok belsejében, vagy éppen az ősrobbanás után játszódnak/játszódtak le, felépítve a világunkat alkotó kémiai elemeket.
Az együttműködés legújabb kísérletében protonok és 22-es tömegszámú neon-izotópok között lejátszódó magreakciót vizsgált. A reakcióban sikerült megfigyelni három „rezonanciát”, azaz olyan energiatartományokat, ahol a folyamat valószínűsége jelentősen megnő. Ez a megfigyelés igen nagy jelentőségű a vörös óriások energiatermelése és annak a nátriumnak a kialakulása szempontjából, mellyel például (nátrium-klorid formájában) ételeinket sózzuk itt a Földön.
„Eredményünk egy fontos lépés a kémiai elemek eredetének megértéséért tett hosszú úton, amelyen a LUNA együttműködés már 25 éve halad” - mondta Paolo Prati, az együttműködés szóvivője. „A csillagok energiatermelésük közben építik fel a világunkat alkotó kémiai elemeket, melynek során magreakciók bonyolult láncolata játszódik le. E reakciók közül még igen keveset sikerült a csillagokra jellemző körülmények között vizsgálnunk itt a Földön. A kevés sikeres vizsgálat többsége a LUNA együttműködés nevéhez kötődik. ”