Collaborative Research: Bound-Bound and Bound-Free Opacities of Heavy Lowly-Charged r-Process Ions

合作研究:重的低电荷 r 过程离子的束缚和自由不透明度

基本信息

  • 批准号:
    1816984
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 29.08万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-01 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research project is a collaborative effort between three major universities in the southeastern United States. The research team will undertake a combined theoretical and experimental study of heavy elements that are produced in neutron star mergers, which have recently been shown to be gravitational wave sources. The researchers will calculate the optical and infrared signatures of these elements and measure them in the laboratory to high accuracy. Data on these elements are so limited that it is difficult to interpret observations of neutron star mergers. Results from the study will allow astronomers to accurately interpret spectroscopic observations of neutron star mergers and to understand how heavy elements are formed in such mergers. The project will provide students with research training, as well as opportunities to work on diverse but related topics at the three institutions.The research team will study the so-called "second peak" elements --- Re, Os, Ir, Au, and Pt --- because these are predicted to be formed at relatively high abundances in neutron star mergers. They will first calculate the atomic energy levels and transition probabilities of these elements using highly accurate and sophisticated quantum methods. They will then measure the optical and infrared spectra of the elements to benchmark the calculations. The result will be reliable properties and accurate spectral line lists, which can be used for the identification of these elements and determination of their abundances in the spectra of neutron star mergers. This will also help shed light on the rapid neutron capture process --- or "r-process" --- involved in the synthesis of heavy elements in space. This project will train graduate and undergraduate students in theoretical and experimental atomic physics, as well as astrophysics.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该研究项目是美国东南部三所主要大学之间的合作努力。 研究小组将对中子星合并中产生的重元素进行一项合并的理论和实验研究,最近已被证明是引力波源。 研究人员将计算这些元素的光学和红外签名,并在实验室中测量它们以高精度。 这些元素的数据是如此有限,以至于很难解释中子星合并的观察结果。 该研究的结果将使天文学家能够准确解释中子星合并的光谱观察结果,并了解此类合并中如何形成重元素。 该项目将为学生提供研究培训,以及在三个机构上进行多样化但相关的主题的机会。研究团队将研究所谓的“第二峰”元素--- re,re,re,os,os,ir,au和pt ----因为预计这些元素将在中子星星合并中以相对较高的丰度形成。 他们将首先使用高度准确和复杂的量子方法来计算这些元素的原子能水平和过渡概率。 然后,他们将测量元素的光谱和红外光谱,以基准计算。 结果将是可靠的属性和准确的光谱线列表,可用于识别这些元素并确定其在中子星合并光谱中的丰度。 这也将有助于阐明中性捕获过程的快速捕获过程 - 或“ R-Process” - 与空间中重元素合成的合成。 该项目将培训理论和实验原子物理学以及天体物理学的毕业生和本科生。该奖项反映了NSF的法定任务,并使用基金会的知识分子优点和更广泛的影响评估标准,认为值得通过评估值得支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Relativistic Atomic Structure of Au IV and the Os Isoelectronic Sequence: Opacity Data for Kilonova Ejecta
Au IV 的相对论原子结构和 Os 等电子序列:千新星抛射物的不透明度数据
  • DOI:
    10.3390/atoms10030094
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Taghadomi, Zahra Sadat;Wan, Yier;Flowers, Alicia;Stancil, Phillip;McLaughlin, Brendan;Bromley, Steven;Marler, Joan;Sosolik, Chad;Loch, Stuart
  • 通讯作者:
    Loch, Stuart
Atomic Iron and Nickel in the Coma of C/1996 B2 (Hyakutake): Production Rates, Emission Mechanisms, and Possible Parents
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  • DOI:
    10.3847/psj/ac2dff
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bromley, S. J.;Neff, B.;Loch, S. D.;Marler, J. P.;Országh, J.;Venkataramani, K.;Bodewits, D.
  • 通讯作者:
    Bodewits, D.
Atomic data calculations for Au i –Au iii and exploration in the application of collisional-radiative theory to laboratory and neutron star merger plasmas
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Panning for Gold: New Emission Lines from UV–VIS Spectroscopy of Au I and Au II
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  • DOI:
    10.3847/1538-4365/abaa4d
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bromley, S. J.;Johnson, C. A.;Ennis, D. A.;Hartwell, G. J.;Maurer, D. A.;Loch, S.D.;Stancil, P.C.;McLaughlin, B. M.;Sosolik, C. E.;Marler, J. P.
  • 通讯作者:
    Marler, J. P.
Electron-Impact Ionization of Heavy Atoms Using the Time-Dependent Close-Coupling Method
  • DOI:
    10.3390/atoms9020032
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    M. Pindzola;S. Loch;J. Colgan
  • 通讯作者:
    M. Pindzola;S. Loch;J. Colgan
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