The neon-sodium cycle: Study of the 22Ne(p,gamma)23Na reaction at astrophysical energies

La reazione 22Ne(p,gamma)23Na fa parte del ciclo neon-sodio per il bruciamento dell' idrogeno. Il ciclo neon-sodio gioca un ruolo fondamentale per la sintesi degli elementi con massa A = 20-25 nelle stelle in fase di asymptotic giant branch, nelle esplosioni di novae di tipo classico e nelle esplosioni di supernovae di tipo Ia, dove il bruciamento di idrogeno avviene ad alte temperature. In particolare, la reazione 22Ne(p,gamma)23Na è la più incerta del ciclo neon-sodio. L'incertezza sulla sezione d'urto è dovuta al contributo, alle energie di interesse astrofisico, di un gran numero di risonanze. Alcune di queste risonanze non sono mai state osservate, per altre, invece, l'intensità è conosciuta con grande incertezza. Per misurare la sezione d'urto della 22Ne(p,gamma)23Na alle energie di interesse astrofisico, due esperimenti sono stati condotti nell'ambito di questa tesi: il primo, svolto con l'apparato sperimentale di LUNA, ha permesso di esplorare le risonanze di energia inferiore a 400 keV. Il secondo, invece, è stato svolto all'Helmoltz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), in Germania, ed ha permesso di miglirare la precisione sulle intensità delle risonanze tra 400 e 660 keV. Per la misura svolta al Gran Sasso è stato usato un bersaglio di tipo gassoso senza finestre di ingresso e i fotoni emessi nel decadimento del 23Na sono stati osservati con due rivelatori al germanio. L'esperimento svolto a LUNA ha permesso di rivelare per la prima volta tre risonanze. Per queste risonanze sono stati osservati anche nuovi modi di decadimento gamma. Questo ha permesso di ampliare gli schemi di decadimento di letteratura. Questa misura ha permesso, inoltre, di ridurre di due ordini di grandezza i limiti superiori sulle intensità di tre risonanze la cui esistenza è tuttora dubbia. Per l'esperimento svolto all'HZDR è stato utilizzato un bersaglio solido di 22Ne e due rivelatori al germanio circondati da schermi anti Compton. I target sono stati realizzati all'impiantatore da 200 kV dei Laboratori Nazionali di Legnaro impiantando il 22Ne su una targhetta di tantalio. L'intensità delle risonanze tra 400 e 660 keV è stata misurata usando come riferimento le risonanze a 1279 keV e 478 keV, che sono intense e ben note. Questo esperimento ha permesso di ridurre l'incertezza sull'intensità della risonanza a 436 keV di un fattore tre, mentre, per la risonanza a 661 keV, è stata determinata un'intensità un ordine di grandezza inferiore rispetto alla letteratura. Il rate di reazione astrofisico è stato aggiornato tenendo conto dei nuovi risultati descritti sopra. Alle temperature caratteristiche delle esplosioni di novae di tipo classico, l'incertezza sul nuovo rate è un ordine di grandezza inferiore rispetto alla letteratura.