Trijų alfa dalelių procesas: Skirtumas tarp puslapio versijų

'''Trijų alfa dalelių procesas''' (kai kada jis dar vadinamas '''helio degimo reakcijos''' arba '''trijų alfa dalelių reakcija''') yra [[Branduolinė reakcija|branduolinių reakcijų]] grandinėlė, kurios metu trys [[Helis|helio]] [[Branduolys|branduoliai]] ([[alfa dalelė]]s) suformuoja [[Anglis|anglies]] branduolį (kita astrofizikai svarbi helio degimo reakcijų grandinė yra žinoma kaip [[alfa procesas]]).

Šios [[Branduolių sąlaja|branduolių sąlajos]] reakcijos gali efektyviai vykti tik [[Temperatūra|temperatūroms]] esant daugiau nei 100000000 [[Kelvinas|kelvinų]] ir esant dideliai helio branduolių koncentracijai. Iš esmės tai gali vykti tik vėlyvesnių evoliucijos stadijų žvaigždėse[[žvaigždė]]se, kur dėka [[Protonų ciklas|protonų ciklo]] ir [[CNO ciklas|CNO ciklo]] reakcijų žvaigždės šerdyje jau prigaminta pakankamai helio. Pabaigus degti vandeniliui, šerdis imsima trauktis, tol, kol šerdiesjos temperatūra pakilspakyla iki tiek, kad prasidėsprasideda helio degimovirtimo anglimi procesas (trijų alfa dalelių procesas).

⁸Be susidarantis pirmosios reakcijos metu yra nestabilus ir suskyla į du helio branduolius per 2,6×10^-16 sekundžių. Tačiau šio proceso metu, kad ir nedidelis, tačiau pastovus ⁸Be kiekis yra sukuriamas. Taip kad egzistuoja tikimybė, jog ⁸Be pagaus alfa dalelę ir susidarys ¹²C. Šis trijų alfa dalelių virtimas ¹²C ir yra vadinamas '''trijų alfa dalelių procesas''' arba '''trijų alfa dalelių reakcija''' (kadangi antroji reakcija turi vykti beveik akimirksniu su pirmąja).

Taigi, trijų alfa dalelių reakcijos tikimybė yra labai maža. Tačiau ⁸Be nesužadintos būsenos energija yra kaip tik lygi dviejų alfa dalelių energijai. Antrajame žingsnyje, ⁸Be + ⁴He turi energiją, lygią ¹²C sužadintaisužadintaos būsenaibūsenos energijai. Šie [[Rezonansas|rezonansai]] smarkiai padidina antrosios reakcijos tikimybę. Šio rezonansoJo buvimą numatė [[Fred Hoyle|Fredas Hoilis]], nes kitaip nebuvo įmanoma paaiškinti, iš kur susidaro tiek anglies žvaigždėse.

Sekantis žingsnis, kurio metu deguonies branduolys susilietų su alfa dalele ir susiformuotų [[neonas neon]] yra mažiau tikėtinas dėl branduolių [[Sukinys|sukinių]] sudėties, todėl sunkesnieji elementai nebegali taip lengvai formuotis žvaigždėse.

Dėl toTodėl branduolinių reakcijų žvaigždėse metu susikuria daug anglies ir deguonies, tačiau tik maža dalis šių elementų virsta neonu ir sunkesniais elementais. Šie anksčiau minėti branduoliniai rezonansai kartais pateikiami kaip [[Antropinis principas|antropinio principo]] įrodymaspagrindimas.

Branduolių sąlajos procesai gali pagaminti elementus tik iki [[geležis|geležies]]. Sunkesni nei geležis elementai pagrinde gaminami [[neutrono pagavimo reakcija|neutronų pagavimo]] metu. Apie pusę elementų pagaminama [[S procesas|S proceseproceso]] (lėtas neutronų pagavimas) metu, kita dalis pagaminama [[R procesas|R proceso]] metu (greitas neutronų pagavimas, tikėtiniausiai vykstantis [[Supernova|supernovų]] sprogimo metu).

Trijų alfa dalelių procesas smarkiai priklauso nuo žvaigždžių medžiagos temperatūros ir [[Tankis|tankio]]. Energija, išlaisvinama šio proceso metu yra apytiksliai [[Proporcingumas|proporcinga]] temperatūrai, pakeltai 30-uoju [[Laipsnis|laipsniu]] oir taip pat medžiagos tankio kvadratui. Taip, pavyzdžiui, [[Protonų ciklas|protonų ciklo]] metu gaminama energija proprcingaproporcinga temperatūros ketvirtajam laipsniui ir tiesiai proporcinga tankiui.

Ši stipri temperatūrinė priklausomybė ypač svarbi vėlyvose [[Žvaigždžių evoliucija|žvaigždžių evoliucijos]], būtent [[Raudonoji milžinė|raudonųjų milžinių]], stadijose.

Mažesnės masės žvaigždėse helis, besikaupiantis žvaigždės šerdyje toliau nesispaudžia dėl išsigimusių elektronų dujų slėgio. Šerdies tūris tuo būdu priklauso tik nuo tankio, bet ne nuo slėgio. To pasekoje, kai mažesnėje žvaigždėje prasideda trijų alfa dalelių procesas, šerdies temperatūra gali tik augti. Dėl to reakcijų greitis didėja toliau, kol jos tampa beveik nevaldomomis. Šis procesas astronomijoje žinomas kaip '''helio žybsnis''' arba '''Salpyterio procesas'''. Šis žybsnis trunka tik kelias minutes, bet išdegina 60-80% helio žvaigždės šerdyje.

Didesnės masės žvaigždėse helio degimas vyksta apvalkale, supančiame išsigimusios anglies šerdį. Kadangi šis helio apvalkalas nėra išsigimęs, energija, išsiskirianti degant heliui pakelia temperatūrą ir priverčia žvaigždę išsiplėsti. Šis išsiplėtimas ataušina helio sluoksnį, reakcijos sulėtėja ir žvaigždė ima trauktis vėl. Šis ciklinis procesas verčia žvaigždę tapti kintamąja. Galų gale išoriniai sluoksniai yra numetami.

Nors trijų alfa dalelių procesas smarkiai priklauso nuo ⁸Be + ⁴He ir ¹²C energijų rezonanso, iki 1952 tokių energijos lygmenų nebuvo žinoma. Astrofizikas Fredas Hoilis, atsižvelgdamas į faktą, kad anglis vis tik yra labai paplitusi, iškėlė tokio rezonanso buvimo hipotezę. Branduolinės fizikos specialistas [[Willy Fowler]] sutiko, kad darant laboratorinius tyrimus šis rezonansas galėjo būti netyčia praleistas. Po neilgų paieškų [[Kalifornijos Technologijos institutas|Kalifornijos Technologijos instituto]] laboratorijose jo vadovaujama grupė ir surado ši rezonansą ties 7,65 Mev.