Podcasts about nukleosynthese

Przybylskis Stern ist nicht nur schwer auszusprechen sondern besteht auch aus höchst seltsamen Elementen. Wir haben keine Ahnung, was da abgeht, aber ein paar spannende Ideen. Wie die aussehen, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Wo kommt das ganze Zeug her? Oder besser gesagt: Wie sind die Atome entstanden? Und vor allem, wo und wann? Wer das herausgefunden hat, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten: https://astrodicticum-simplex.at/?p=36814 Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Das Weltall ist leer, aber wenn man sich die Leere lange genug ansieht, wird es interessant. Zwischen den Galaxien findet sich das "Intracluster-Medium" und was wir davon über das Universum lernen können, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Mit jedem Atemzug nehmen wir sehr viel mehr Stickstoff als Sauerstoff auf. Aber wo kommt der Stickstoff eigentlich? Dazu müssen wir auf die Meteoriten vom Anfang des Sonnensystems schauen. Mehr erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

In Folge 43 stirbt ein Stern. Da muss man aber nicht traurig sein; ganz im Gegenteil. Denn zum ersten Mal konnte die Astronomie live beim Tod eines Sterns zusehen. Es geht um eine Supernova-Explosion; was recht oft vorkommt im Universum. Aber noch nie haben wir den Stern, der später explodiert auch vor der Explosion schon ausführlich untersucht. Außerdem reden wir über das, was das James-Webb-Weltraumteleskop gerade treibt, über Rettungs-U-Boote und beantworten Fragen aus der Hörerschaft. Zur Entstehung der Elemente, zur Dauer einer Supernova und zur flachen Erde. In “Neues von der Sternwarte” erzählt Evi von astronomischen Bildern und deren Bedeutung für die Wissenschaftskommunikation. Und es gibt wieder die Chance, Ruth und Florian live auf diversen Bühnen zu sehen!

Wenn MACHOs und RAMBOs gegen WIMPs antreten, dann geht es in der Astronomie um dunkle Materie. Ein "Best of doofe Akronyme" (und alles zur mühsamen Suche nach dunkler Materie) hört ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Das Universum hat Geburtstag! Es wird ein Jahr alt. Damit ist das Podcast-Universum ein bisschen jünger als der echte Kosmos. Was aber noch lange kein Grund ist, nicht zu feiern. Also haben sich Ruth, Florian und Evi das erste Mal in echt und von Angesicht zu Angesicht zum Podcasten getroffen und das erste Jahr des Universums in Anwesenheit diverser astronomischer Alkoholika Revue passieren lassen. Florian hat ein wenig was über die vielfältige Verbindung zwischen Bier und Astronomie erzählt; Ruth erklärt, warum das erste Jahr des Universums viel öder war als das erste Jahr unseres Podcasts. Und mit Evi haben wir in der Rubrik “Neues von der Sternwarte” über Uni-Partys früher und heute gesprochen. Außerdem gibt es ein wenig Statistik über das erste Jahr des Podcasts und ein Ausblick auf das, was wir im kommenden Jahr vorhaben. Partyfotos gibt es in den Shownotes!

Heute kommen wir endlich zur vierten Folge über die Geschichte unseres Universums. Nachdem wir beim letzten Mal (#81) etwas über die Baryogenese nach der großen Inflation gelernt haben, reden wir heute über die Bildung der ersten stabilen Atomkerne (Nukleosynthese) bis hin zum sogenannten Dunklem Zeitalter. Die vorherigen Folgen sind aber nicht nötig, um der heutigen zu folgen. Wie immer überall, wo es Podcasts gibt. Viel Vergnügen! #DarkAge #Nukleosynthese #Universum #Kosmologie Unsere Themenumfrage findet ihr hier: https://forms.gle/64ZdfDTmNZF8RZ9CA

Wer sich die Zähne ordentlich putzen will, braucht eine Supernova! Klingt seltsam, ist aber Astronomie! In der neuen Folge der Sternengeschichten geht es um das astronomische Geheimnis des Fluor.

Von nichts kommt nichts. Alles was es gibt muss irgendwo entstehen. Das gilt immer und auch für das Universum. Die spektakuläre astronomische Entstehungsgeschichte von Dingen wie Gold und Silber sind daher heute das Thema in der neuen Folge der Sternengeschichten.

Heute reden wir über die Baryogenese und die Zeit bis zur ersten Sekunde nach dem Urknall. Wie haben sich die ersten Protonen und Neutronen gebildet und wie haben sich während der Baryogenese schließlich Materie und Antimaterie ausgelöscht? Und warum besteht dann momentan alles aus Materie und nicht aus Antimaterie? Wie immer überall, wo es Podcasts gibt. Viel Vergnügen! #Baryogenese #Urknall #Kosmologie #Nukleosynthese

Wir haben aus der Überlänge der Kohlenstoff-Folge gelernt und wollen das sehr umfangreiche Element Eisen von vorneherein auf drei Folgen verteilen. Ausserdem haben wir ein neues Proton dabei, Kathi. Kathi hat Chemie studiert, so dass wir jetzt neben unserem interessiertem Halbwissen jetzt auch jemanden mit "richtig" Ahnung vom Thema dabeihaben. Im Warmlabern besprechen wir einige Themen recht umfangreich.Unter anderem geht es um "Service" aus der Hölle, Nudging, Gendern, und frugale Produkte. Ausserdem haben wir zwei Hörerbeiträge zum Thema Eisen in der Nahrung und zum 150. Geburtstag des Periodensystems. In den Elementen widmen wir uns dem Eisen und zwar von Anberginn an und klären, wo das Eisen herkommt und warum wahrscheinlich am Ende aller Zeiten nur noch Eisen übrig bleiben wird. Dazu reisen wir zu Riesensternen und beobachten Supernovae in allen ihren Formen.Zum Schluss geht es noch um Magnetismus und warum Eisendabei eine besondere Rolle spielt. Hier endet diese Folge, in weiteren Folgen wird es dann um Eisen in der Geologie und die Anfänge der Eisennutzung durch den Menschen gehen, bis hin zur modernen Stahlproduktion.

Schwerpunkt: Achim Weiss vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching über die Diskrepanz zwischen dem theroretisch vorhergesagten und dem tatsächlich beobachteten Lithiumgehalt im Weltall || Nachrichten: Laser für mehrfarbiges Röntgenlicht | Wie Mehrfachsterne entstehen | Aktiver Vulkan stoppt Bruchzone nach Erdbeben

Das starke CP Problem kann durch den Peccei-Quinn (PQ) Mechanismus gelöst werden, welcher das Axion einführt. In supersymmetrischen (SUSY) Axionmodellen ist die Saxionmasse typischerweise von der Ordnung der Gravitinomasse. Zusammen mit dem Axino können die PQ-Teilchen erhebliche kosmologische Folgen haben. Wir konzentrieren uns auf hadronische Axionmodelle. In diesen Modellen koppeln die PQ-Teilchen nur an zusätzliche schwere (S)Quarks, während alle anderen Teilchen keine PQ-Ladung tragen. Wir berechnen die thermischen Produktionsraten der PQ-Teilchen durch Streuung an Quarks, Gluonen, Squark und Gluinos im heißen Plasma des frühen Universums. Dabei verwenden wir systematische Methoden der Feldtheorie, um ein eichinvariantes, endliches Ergebnis in führender Ordnung in der starken Kopplung zu erhalten. Wir berechnen den thermisch produzierten Yield und die Entkopplungstemperatur von Axionen, Saxionen und Axinos. Wir aktualisieren den Vergleich von thermischen und nicht-thermischen Saxionenergiedichten. Dann betrachten wir hauptsächlich Zerfälle des Saxions in Axionen, welche dann zusätzliche Strahlung bilden. Wir erneuern entsprechende Schranken, auferlegt durch aktuelle Untersuchungen der primordialen He-Menge und durch präzise kosmologische Messungen. Wir zeigen, dass der Trend für zusätzliche Strahlung in diesen Studien durch Saxionzerfälle in Axionen erklärt werden kann. Zwei Szenarien werden im Detail untersucht. Beide Szenarien erklären die kalte dunkle Materie (CDM) und zusätzliche Strahlung in Übereinstimmung mit bestehenden Schranken. Die hohe Reheatingtemperatur nach Inflation in beiden Szenarien ermöglicht Baryogenese durch thermische Leptogenese. (i) Gravitino CDM: Axionen aus dem Zerfall von thermischen Saxionen bilden zusätzliche Strahlung bereits vor der Nukleosynthese und Zerfälle eines aus kosmologischen Gründen schweren Axinos (TeV-Skala) produzieren Entropie. (ii) Axion CDM: Leichte Axinos (eV-Skala) werden bedingt durch Schranken an heiße dunkle Materie. Gravitinos zerfallen spät in Axionen und Axinos, die zusammen mit Strahlung aus früheren Saxionzerfällen existieren können. Der Planck-Satellit wird die zusätzliche Strahlung in beiden Szenarien genau vermessen. Weitere Tests dieser Szenarien sind durch die Suche nach Axionen durch ADMX und nach SUSY-Teilchen am Large Hadron Collider gegeben.

Tue, 3 Feb 2009 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/9621/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/9621/1/Gassner_Josef.pdf Gassner, Josef ddc:530, ddc:500, Fakultät für Physik

Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit ist auf das extrem seltene Isotop 180Ta gerichtet. 180Ta ist eines der wenigen Isotope, dessen Nukleosynthese unklar ist. Als weitere Besonderheit liegt 180Ta in der Natur in einem isomeren Zustand vor. Eine wichtige Fragestellung dieser Arbeit ist, ob Zwischenzust¨ande im 180Ta existieren, die das Isomer mit dem unstabilen Grundzustand koppeln. Die Existenz solcher Zustaende kann Auswirkungen auf die Nukleosynthese von 180Ta in heißen Entstehungsszenarien wie dem s-Prozess haben, da ueber thermisch anregbare Zwischenzustaende das Isomer in den Grundzustand entvoelkert werden koennte. Durch Coulombanregung sollten moeglichst viele Zust¨ande im 180Ta entdeckt und auf ihr moegliches Wirken als Zwischenzustaende untersucht werden. Im ersten Teil der Arbeit wird ein zu diesem Zweck am Niels-Bohr-Institut in Risø, Daenemark, durchgefuehrtes Coulombanregungs-Experiment beschrieben, bei dem 180Ta erstmals gammaspektroskopiert werden konnte. Ein an 180Ta angereichertes und ein nicht angereichertes Tantaloxidtarget wurden mit 58Ni-Projektilen mit einer Energie von 225 MeV bestrahlt. Durch den Vergleich dieser Spektren konnten die auf dem Isomer im 180Ta aufbauende Rotationsbande sowie Zust¨ande, die wahrscheinlich zu zwei γ-Vibrationsbanden gehoeren, gefunden werden. In dem mitspektroskopierten Isotop 181Ta konnten neue Uebergaenge entdeckt werden, die den bisher unbekannten γ-Vibrationsbanden zugeschrieben werden. Aus den gemessenen γ-Intensitaeten wurden die Uebergangsmatrixelemente zwischen den gefundenen Zustaenden von 180Ta und 181Ta bestimmt. Der zweite Teil der Arbeit stellt ein am Muenchener Tandem-Beschleuniger durchgef uehrtes Aktivierungsexperiment zur Suche nach Zwischenzustaenden im 180Ta vor. In diesem Experiment wurden angereicherte und nicht angereicherte Tantaloxidtargets mit 36S- und 64Ni-Projektilen bei verschiedenen Energien bestrahlt und die gestreuten 180Ta-Kerne in Folien aufgefangen. Nach der Bestrahlung waren in den Folien Grundzustandszerf¨alle von 180Ta-Kernen nachweisbar. Das Experiment zeigt, dass Coulomb-anregbare Zwischenzustaende im 180Ta existieren, die das Isomer mit dem Grundzustand koppeln. Um die Multipolaritaet der Anregung und die Energie der Zwischenzustaende zu bestimmen, wurden fuer drei Kopplungsmodelle (K-verbotenes-, γ-Vibrations- und Oktupol-Vibrations-Kopplungsmodell) die ¨Ubereinstimmung mit den experimentellen Daten getestet. Im dritten Teil der Arbeit wird die Nukleosynthese von 180Ta im s-Prozess mit und ohne Beruecksichtigung von Zwischenzustaenden diskutiert. Die Rechnungen im Fall von Zwischenzustaenden zeigen, dass die Nukleosynthese von 180Ta durch den klassischen s-Prozess erklaert werden koennte.

In der vorliegenden Arbeit habe ich mich mit den Auswirkungen eventuell im fruehen Universum vorhandener Antimaterieregionen auf die Haeufigkeiten der leichten Elemente beschaeftigt. Praktisch das gesamte Deuterium und der ueberwiegende Teil der Helium-4 Kerne, die wir heute im Universum beobachten, wurden in einem fuehen Evolutionsstadium des Kosmos — nur wenige Minuten nach dem Urknall — gebildet. In der Theorie der sogenannten Primordialen Nukleosynthese — oder auch Big Bang Nukleosynthese (BBN) — werden die relativen Haeufigkeiten der einzelnen Kerne abhangig von den genauen physikalischen Bedingungen im jungen Universum vorhergesagt. Die im Rahmen des Standardmodells der Kosmologie vorhergesagten Elementhaeufigkeiten stimmen im Allgemeinen gut mit aus Beobachtungen abgeleiteten Werten ueberein. Dies begr uendet den großen Erfolg dieser Theorie und macht sie zu einem der Grundpfeiler des kosmologischen Standardmodells. Denkbare Erweiterungen des Standardmodells koennen jedoch potentiell Auswirkungen auf den Ablauf der Kernsynthese haben. Da aber jedes glaubwuerdige Szenario ebenso wie die Standardtheorie die aus den Beobachtungen abgeleiteten Haeufigkeiten vorhersagen muss, duerfen die H¨aufigkeiten nur minimal beeinflusst werden. Diese Ueberlegungen gestatten es uns, die Kernsynthese als ”Werkzeug“ zur Untersuchung der physikalischen Bedingungen im jungen Universum zu verwenden. Dies ist bereits in der Vergangenheit vielfach praktiziert worden. Eine haeufig untersuchte Variante ist die sogenannte inhomogene Nukleosynthese. In einem solchen Modell wird eine Grundannahme des kosmologischen Standardmodells, die Homogenitaet der Verteilung der baryonischen Materie im jungen Universum, fallengelassen. Das von mir untersuchte Szenario geht noch einen Schritt weiter und laeßt auch Fluktuationen in der Baryonendichte mit negativem Vorzeichen zu. In einem solchen Modell besteht das junge Universum aus getrennten Materie- und Antimaterieregionen. Diese Art spezieller Anfangsbedingungen wird in einigen Modellen der elektroschwachen Baryogenese vorhergesagt. Solche Materie- und Antimaterieregionen werden sich gegenseitig annihilieren, sobald der Transport von Baryonen ueber die Grenzen der Regionen moeglich ist. Nach der vollst¨andigen Annihilation aller Antimaterieregionen bleibt nur der im Zuge der Baryogenese gebildete Ueberschuß an Materie uebrig. Zur numerischen Behandlung dieses Problems habe ich ein Computerprogramm entwickelt. In diesem Programm werden sowohl die nuklearen Reaktionen, die zum Aufbau der leichten Elemente fuehren, als auch Annihilationen beruecksichtigt. Da die Kernsynthese und die Annihilation der Antimaterieregionen im expandierenden Universum ablaufen, und die genauenWerte der einzelnen thermodynamischen Variablen, wie Druck, Dichte und Temperatur der beteiligten Teilchen, von entscheidender Wichtigkeit sind, muss das Programm auf dem Hintergrund der Expansion des Kosmos gerechnet werden. Weiterhin musste neben den Reaktionen, die zwischen den einzelnen Nukleonen ablaufen koennen, auch der Transport von Nukleonen und Antinukleonen in die jeweilige Anti-Region behandelt werden. Diese Transportprozesse werden zu fruehen Zeiten durch Diffusion von Baryonen beschrieben, zu spaeten Zeiten hingegen durch hydrodynamische Expansion von Regionen mit hoeherer Dichte gegen solche mit niedrigerer Dichte. Abhaengig vom Zeitpunkt der Annihilation k¨onnen die Haeufigkeiten der leichten Elemente durch zwei Haupteffekte beeinflusst werden. Im Zuge der Heliumsynthese, die bei einer kosmischen Temperatur von etwa 80 keV ablaeuft, werden praktisch alle freien Neutronen in Helium-4 Kerne eingebaut. Die primordiale Helium-4 Haeufigkeit haengt also stark von der Anzahl verfuegbarer Neutronen ab. Zu Zeiten vor der Heliumsynthese laeuft der Transport von Baryonzahl ueber die Domaenengrenzen durch Neutronendiffusion ab, Protonen koennen auf Grund ihrer elektrischen Ladung nur ueber wesentlich kuerzere Distanzen diffundieren. Fruehe Annihilation wird also bevorzugt auf Neutronen stattfinden und fuehrt so zu einer Reduzierung der Neutronendichte, und damit unmittelbar auch zu einer geringeren Menge an primordial produziertem Helium-4. Sind die Antimaterieregionen groeßer als die Diffusionslaenge von Neutronen zur Zeit der Heliumsynthese, ist ein nennenswerter Transport von Baryonzahl erst zu wesentlich sp¨ateren Zeiten moeglich. Antiprotonen, die nun in die Materieregion eindringen, koennen sowohl auf Protonen als auch auf die bereits gebildeten Helium-4 Kerne annihilieren. Weiterhin koennen die Helium-4 Kerne auch durch die im Annihilationprozess entstehenden Gammaquanten photodisintegriert werden. Beide Prozesse fuehren zur Bildung energetischer Sekundaerkerne, in erster Linie Helium-3. Diese energetischen Kerne koennen in einem weiteren Schritt durch nicht-thermische Reaktionen mit Helium-4 Kernen Lithium-6 Kerne bilden. Sp¨ate Annihilation wird also zu einer erhoehten Helium-3 und Lithium-6 Haeufigkeit im Vergleich zum Standardszenario fuehren. Als ein wichtiges Ergebnis meiner Arbeit habe ich auf Grund dieser Effekte Schranken sowohl an den maximal erlaubten Antimateriegehalt im jungen Universum, als auch an den Zeitpunkt der Annihilation, bestimmt durch die Groeße der Antimaterieregionen, hergeleitet. Diese neuen und rigiden Schranken decken einen weiten Annihilationszeitraum ab, von der Epoche des Ausfrierens der schwachen Wechselwirkungen bei einer Temperatur von etwa 1 MeV bis hinunter zur Epoche der Rekombination bei einer kosmischen Temperatur von etwa 10 nisse wesentlich restriktiver. Der relative Antimateriegehalt in Regionen die unmittelbar nach dem Ende der Kernsynthese annihilieren kann beispielsweise nicht hoeher als wenige Prozent der gesamten baryonischen Materie sein, fuer spaetere Annihilation sinkt dieser Wert um mehr als zwei Groeßenordnungen. In einem zweiten Hauptaspekt meiner Arbeit habe ich gezeigt, dass die durchaus im Detail vorhandenen Diskrepanzen zwischen den im Standardszenario der Big Bang Nukleosynthese vorhergesagten Elementh aeufigkeiten und den aus Beobachtungen abgeleiteten Werten durch die Praesenz einer gewissen Menge Antimaterie in einem bestimmten Laengenskalenbereich beseitigt werden koennen. Weiterhin habe ich untersucht, ob die im Standardszenario g ueltige obere Grenze fuer die Baryonendichte im Universum in einem Szenario mit Antimateriedom aenen ebenso gueltig ist. Auf Grund meiner Ergebnisse erscheint es sehr unwahrscheinlich, dass die Baryonendichte in einem Materie-Antimaterie Szenario wesentlich gr¨oßer sein kann, als im Standardszenario vorhergesagt.