Co je to fotodisintegrace?

Fotodisintegrace je fyzický proces, ke kterému dochází, když paprsky gama s masivními energií zasáhnou atomové jádro a rozdělí je. Z celého elektromagnetického spektra jsou gama paprsky nejenergičtější a mají také nejkratší vlnovou délku, velikost atomového jádra nebo méně.

Fotodisintegrace způsobuje jaderné štěpení, zlomení atomových jader. Je to stejný mechanismus, který způsobuje řetězové reakce v jaderných reaktorech a jaderných bombách. U prvků lehčích než železo reakce spotřebovává energii a u prvků těžších ji uvolňuje. Prvky lehčí než železo vyžadují více energie, aby se rozpadly, než je uvolněno z tohoto rozbití. Energie generovaná fotodisintegrací pochází ze silné jaderné síly, která drží částice v atomovém jádru pohromadě.

Proces fotodisintegrace je hlavním faktorem v supernovových hvězdách s 250 nebo více solárními hmotami, jako jsou hvězdy prvotní populace III. Populace, které jako první rozzářily vesmír. V kolapsu superhmotné hvězdy je teplota ve středu tak velká, že vznikají gama paprsky schopné fotodisintegrace. Protože drtivá většina prvků v jádru takové hvězdy je lehčí než železo, reakce absorbuje energii, snižuje tlak ve středu hvězdy a způsobuje, že se zhroutí do černé díry.

Při nižších - ale stále extrémně vysokých - energiích fotodisintegrace pouze srazí jeden nebo dva protony nebo neutrony z jádra. Při vyšších energiích se celé jádro rozdělí, ale k rozdělení malých jader je třeba větší a větší energie.

Fotodisintegrace nebyla vědci studována v laboratorním kontextu, protože energie potřebné k jejímu zahájení jsou příliš extrémní. Možná v dálkové budoucnosti postavíme experimentální aparát, který umožní bližší studium fotodisintegrace, ale do té doby se teoretické studie zdají postačující.