Почему реакции синтеза ядер
в звездах начинаются с реакции p + p → d + νe, идущей за счет
слабого взаимодействия, а не с реакции p + n → d + γ, идущей за счет
электромагнитного взаимодействия, или других реакций, идущих в результате
сильного взаимодействия?
К моменту начала ядерных реакций
синтеза элементов звезды имеют следующий химический состав: 90% по числу атомов
составляет водород и ~10% по числу атомов составляет гелий. Суммарный состав
остальных элементов меньше 1%.
При столкновении двух протонов,
двух ядер гелия, или протона и ядра гелия не образуется долгоживущих связных
атомных ядер. Ядер 2He и 5Li в природе не существует. Ядро
8Be имеет среднее
время жизни ~10-16 сек.
p + p
2He + γ,
p + 4He
5Li + γ, 4He + 4He
8Be + γ.
Единственной возможной реакцией в
звездной среде ядер гелия и водорода является реакция образования дейтрона в
результате слабого взаимодействия
p + p → d + e+ + νe.
Из теоретических оценок следует,
что при кинетической энергии сталкивающихся протонов примерно ~1 МэВ, сечение
этой реакции
~10-23 барн.
Реакция p + n → d + γ оказывается
невозможной, так как в звездной среде на этой стадии эволюции Вселенной нейтроны
отсутствуют.