Cos'è la fotodisintegrazione?
La fotodisintegrazione è un processo fisico che si verifica quando i raggi gamma con energie enormi colpiscono un nucleo atomico e lo dividono. Di tutto lo spettro elettromagnetico, i raggi gamma sono i più energici e hanno anche la lunghezza d'onda più corta, la dimensione di un nucleo atomico o inferiore.
La fotodisintegrazione provoca la fissione nucleare, la rottura dei nuclei atomici. Questo è lo stesso meccanismo che provoca reazioni a catena nei reattori nucleari e nelle bombe nucleari. Per gli elementi più leggeri del ferro, la reazione consuma energia e per gli elementi più pesanti la rilascia. Gli elementi più leggeri del ferro richiedono più energia per essere scomposti rispetto a quelli rilasciati da quella rottura. L'energia generata dalla fotodisintegrazione deriva dalla forte forza nucleare che tiene insieme le particelle nel nucleo atomico.
Il processo di fotodisintegrazione è un fattore importante nelle supernovae che coinvolgono stelle con 250 o più masse solari, come le stelle primordiali della Popolazione III che furono le prime a illuminare l'universo. In una stella supermassiccio che collassa, la temperatura al centro è così grande che vengono prodotti i raggi gamma capaci di fotodisintegrazione. Poiché la stragrande maggioranza degli elementi al centro di una tale stella sono più leggeri del ferro, la reazione assorbe energia, diminuendo la pressione al centro della stella e facendola collassare in un buco nero.
Alle energie più basse, ma comunque estremamente elevate, la fotodisintegrazione fa semplicemente cadere uno o due protoni o neutroni dal nucleo. Alle energie più alte, l'intero nucleo si divide, ma sono necessarie energie sempre più grandi per dividere i nuclei più piccoli.
La fotodisintegrazione non è stata studiata dagli scienziati in un contesto di laboratorio perché le energie necessarie per avviarla sono troppo estreme. Forse in futuro costruiremo un apparato sperimentale che consentirà uno studio più approfondito della fotodisintegrazione, ma fino ad allora, gli studi teorici sembrano essere sufficienti.