The proton-proton reaction at high energies

Summary

Calculations of the proton-proton reaction p+p→d+e⁺+v_e at energies comparable to or greater than the Coulomb barrier are presented. Astrophysical and experimental applications are discussed briefly; it is shown that the competing reaction e⁻+p→n+v_e will be the dominant means of converting protons to neutrons at high energies (E≥0.5 MeV) in most astrophysical situations. The thick target yield for the proton-proton reaction is unobservable even in the best conceivable current laboratory situations, being less than one reaction per 200 000 years for a μA current beam of one MeV in the center of mass.

Riassunto

Si espongono calcoli relativi alla reazione p+p→d+e⁺+v_e ad energie paragonabili alla barriera di Coulomb o maggiori. Si discutono in breve applicazioni astrofisiche e sperimentali; si mette in luce come in molte situazioni dell'astrofisica la reazione concorrente e⁻+p→n+v_e è il mezzo prevalente di conversione dei protoni in neutroni ad alte energie (E≥0.5 MeV). Anche nelle migliori situazioni sperimentali attualmente concepibili non si riesce ad osservare il risultato relativo a un bersaglio spesso nelle reazioni protone-protone, dato che è inferiore a una reazione ogni 200 000 anni per un fascio di 1 MeV equivalente a una corrente di 1 μA nel centro di massa.

Резюме

Проводятся вычисления реакции взаимодействия протона с протоном p+p→d+e⁺+v_e при энергиях, сравнимых или больших кулоновского барьера. Вкратце обсуждаются астрофизические и экспериментальные следствия. Показывается, что конкурирующая реакция e⁻+p→n+v_e будет представлять основной способ конвертирования протонов в нейтроны при высоких энергиях (E≥0.5 МэВ) в большинстве астрофизических ситуаций. Выход в случае толстой мишени для протон-протонной реакции является ненаблюдаемым даже в наилучших лабораторных ситуациях. При пучке один МэВ в системе центра масс с микроамперным током ожидается менее чем одна реакция в 200000 лет.