Neutronen en de vorming van zware elementen (deel 2)

Nucleosynthese: enkele topics

Claude Doom

In dit seminarie gaan we dieper in op enkele aspecten van de nucleosynthese, de studie van de vorming van de scheikundige elementen in het heelal. In twee sessies komen vier onderwerpen aan bod:

(1) Een klare kijk op kernreacties. Atoomkernen die met elkaar botsen kunnen samensmelten tot nieuwe atoomkernen. Andere atoomkernen zijn dan weer onstabiel en vallen spontaan uiteen. We kijken welke natuurwetten kernreacties regelen en hoe we de snelheid waarmee kernreacties gebeuren kunnen bepalen.

(2) Koolstof: waar komt dit vandaan? Koolstof is een van de belangrijkste elementen in het heelal en onmisbaar voor het leven op Aarde. We onderzoeken welke sterren het grootste deel van de koolstof in het heelal hebben gemaakt en op welke manier dat precies gebeurde. We bekijken de subtiele mechanismen van convectie in deze sterren, die toelieten dat de koolstof in de ruimte (en uiteindelijk op Aarde) terechtkwam.

(3) Neutronen en de vorming van zware elementen. De directe fusie van atoomkernen in het sterinwendige kan geen elementen, zwaarder dan ijzer aanmaken. Bijna alle nóg zwaardere elementen zijn gevormd door de vangst van neutronen, neutrale elementaire deeltjes. We bekijken op welke manier en waar in het heelal dit gebeurde en of we de gehaltes aan zware elementen in het heelal hiermee kunnen verklaren.

(4) De leeftijd van skeletten en gesteenten. Veel stoffen, van organisch materiaal tot gesteente, bevatten radioactieve atomen, die spontaan vervallen tot andere atomen. Omdat we de tijdschaal waarmee dit gebeurt kennen, kunnen we hieruit iets zeggen over de leeftijd van de stof waar het radioactief materiaal in zit. Zo kan men archeologische vondsten dateren aan de hand van koolstof en kan men gesteenten dateren aan de hand van uranium en lood.

Em. Prof. Dr. Claude Doom (°1958 te Brugge) studeerde wiskunde en sterrenkunde aan de universiteiten van Gent en Brussel. Van 1979 tot 1988 deed hij aan het Astrofysisch Instituut van de VUB onderzoek naar de levensloop van zware sterren en dubbelsterren, naar de vorming van elementen in het heelal en de structuur en levensloop van de Zon. Hij werkte daarna als IT architect en later als IT consultant voor industriële bedrijven, voor organisaties uit de sociale sector en voor de overheid. Van 2001 tot 2021 was hij docent informatica en natuurkunde, eerst aan de EHSAL en HU Brussel hogescholen, daarna aan de KU Leuven. Daar doceerde hij vakken als ICT strategie, governance en dienstenbeheer, enterprise architectuur, artificiële intelligentie, thermodynamica en kwantummechanica.

Claude Doom is de auteur van 40 wetenschappelijke publicaties over sterrenkunde en IT management en van meer dan 300 populariserende artikels en enkele boeken over sterrenkunde. Zijn meest recente boek is “Nucleosynthese”, waarin hij de vorming van de elementen in het heelal bespreekt. Hij geeft regelmatig voordrachten over sterrenkundige onderwerpen en hij gaf cursussen aan verschillende Vlaamse Volkssterrenwachten. Claude Doom was ondervoorzitter en later voorzitter van de Vereniging voor Sterrenkunde en was hoofdredacteur van het tijdschrift Heelal.