Astronomie

Pp-Kettenreaktionen mit $^{3}_{2}He$ - Unterschiede im S-Faktor

Pp-Kettenreaktionen mit $^{3}_{2}He$ - Unterschiede im S-Faktor


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Also habe ich mir die pp-Kettenreaktionen, die in Sternen stattfinden, etwas genauer angesehen.
Ich war verwirrt über die massiven Unterschiede in der Reaktionseffizienz bei zwei Reaktionen $^{3}_{2}He$.
In den Skripten, die ich gegoogelt habe (die, die ich bisher am besten verstanden habe), die Reaktion
$$^{3}_{2}He + ^{3}_{2}He ightarrow p + p + ^{4}_{2}He$$ hat einen Wirkungsgrad $S_1 approx 6MeV-barn$ und als „starke Reaktion“ zitiert zu werden.

Während die andere Reaktion, die mich verwirrt, im Gegensatz dazu $$^{3}_{2}He + ^{4}_{2}He ightarrow ^{7}_{4}Be + gamma$$ with eine viel geringere Reaktionswahrscheinlichkeit von $S_2 approx 4cdot 10^{-4} Mev-barn$ und wird als 'elektromagnetische Wechselwirkung' bezeichnet.

Also meine Frage: Wie können wir die große Diskrepanz zwischen $S_1$ und $S_2$ verstehen? Wann ist insbesondere eine Reaktion eine „starke“ Wechselwirkung?
Ist die starke Kraft nicht unbedingt immer beteiligt, sonst gäbe es im Kern kein potenzielles Minimum zum Tunneln…

Hinweis: Der S-Faktor ist nur ein Teil des geschwindigkeitsabhängigen Reaktionsquerschnitts $sigma(v)$, so dass $sigma(E) = frac{exp(- au)}{E} S(E )$. Dabei ist $ au$ die Tunnelwahrscheinlichkeit aus der Quantentheorie.

Ich würde mich auch über jede gute Lehrbuchreferenz freuen, da ich bisher mit Google und zufälligen Vorlesungsnotizen arbeite, die ich finde.

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Gedanken dazu:
In beiden Fällen müssen die Teilchen zuerst aufeinander zutunneln. Außerdem wissen wir, dass $^{4}_{2}He$ ein gebundener Zustand für die Kernkraft ist.
Was also passieren könnte, ist, dass sich in $^{3}_{2}He + ^{3}_{2}He$ die Kerne in den energetisch bevorzugten gebundenen Zustand umlagern und die überschüssigen Protonen herausschleudern.
Im Fall von $^{3}_{2}He + ^{4}_{2}He$ existiert der gebundene Zustand bereits, und daher wird die Reaktion in den meisten Fällen umgekehrt. Nur wenige dieser Reaktionen (warum?) ermöglichen die spontane Bildung eines höherschaligen Objekts wie $ ^{7}_{4}Be$, also die viel niedrigere Reaktionsgeschwindigkeit.
Wenn diese Geschichte bisher Sinn macht, dann verstehe ich immer noch nicht, wann und warum $^{7}_{4}Be$ gebildet wird, für eine Erklärung wäre ich dankbar.


Schau das Video: proton proton chain (November 2022).