כל היסודות הכימיים שעולמנו מורכב מהם, מלבד היסודות הקלים ביותר כמו מימן והליום, לא נוצרו במפץ הגדול עצמו, אלא רק לאחר מכן, בכוכבים על שרשרת דורותיהם. הרוב המכריע של אטומי היסודות הכבדים יותר מברזל נוצרו בכוכבים בעלי מסה גדולה, מאטומים של יסודות קלים יותר שלכדו ניטרונים נוספים. במחקר זה חקרנו בתנאי מעבדה אחדות מן הריאקציות הגרעיניות האלה, על ידי חיקוי של התנאים השוררים בתוך כוכבים. באופן ספציפי, ניצלנו מקור ניטרונים שהתפלגות האנרגיה שלהם דומה לזו של ניטרונים כוכביים. מקור הניטרונים הוא פרי פיתוח מקורי של קבוצתנו בשנים האחרונות, המבוסס על המאיץ "שָׂרָף" (Soreq Applied Research Accelerator Facility, SARAF) של המרכז למחקר גרעיני שורק. קרן הפרוטונים של "שרף" פוגעת במטרת ליתיום נוזלי הזורם במהירות בהתקן הנקרא "לילית" (Liquid Lithium Target, LiLiT) .פגיעת קרן הפרוטונים גורמת לשחרור ניטרונים מן הליתיום, וכך ההתקן פועל כמקור ניטרונים בעל התפלגות אנרגטית כוכבית. נושא ייחודי אחר של מחקרנו הוא פיתוח שיטות חדשות של גילוי ומנייה של תוצרי הריאקציות הגרעיניות של לכידת ניטרונים. תוצרי הריאקציות, שבתנאי מעבדה הם מועטים ביותר, נספרו בשיטת גילוי על-רגישה (ספקטרומטריית מסה באמצעות מאיץ) שפיתחה קבוצתנו. היסודות שנחקרו במסגרת עבודתנו הם הגז אַרְגוֹן והגז קריפטון, הקיימים בריכוזים נמוכים באטמוספרת כדור הארץ. הגז ארגון מציע עניין מיוחד, משום שהרכב האיזוטופים השונים שלו בכדור הארץ שונה מאוד מזה של מערכת השמש בכללותה ושל השמש עצמה. איזוטופים הם אטומים זהים מבחינה כימית (בעלי אותו מספר פרוטונים ואלקטרונים) אבל בעלי מסה שונה בגלל מספר ניטרונים שונה. עבודתנו התמקדה באיזוטופים 36 ו-38 של ארגון, הנדירים ביותר על פני כדור הארץ, אך שכיחים ביותר במערכת השמש ובכוכבים אחרים. כאשר איזוטופים 36 או 38 של ארגון קולטים ניטרון נוסף, מסתם האטומית גדלה ל-37 או 39 בהתאמה. אנו חקרנו את ריאקציות הלכידה של ניטרון בגרעינים הללו על ידי מנייה של התוצרים בעלי מסה 37 ו-39. תוצאות המחקר, שהן התוצאות הניסיוניות הראשונות בעבור גרעינים אלה, נתפרסמו בכתב העת היוקרתי ביותר בפיזיקה (ראו קישור מטה), והן מפתיעות, מכיוון שהסבירות הנמדדת של ריאקציות הלכידה שונה מאוד מכל התחזיות העיוניות הקיימות עד כה. הראינו גם שלתוצאות האלה יש השפעה רבה על השכיחות המחושבת של יסודות קלים עשירי ניטרונים ברחבי היקום. לדוגמה, הן בעלות משמעות מיוחדת לגבי אטומי אשלגן-40, אחד האיזוטופים החשובים ביותר למדידות גילים גיאופיזיקליים ואסטרופיזיקליים. חקרנו גם אטומי קריפטון, שנמנו בשיטה ייחודית ששימשה לראשונה במסגרת מחקר זה. שיטה זו מבוססת על לכידה וספירה של האטומים הנדירים במלכודת מגנטו-אופטית, שבה קרני לייזר מעוררות באופן סלקטיבי את האטומים הרצויים ומאפשרות את מנייתם. אסטרופיזיקה גרעינית, הכוללת מחקר במעבדה של תהליכים גרעיניים המתרחשים בכוכבים, היא הפן המיקרוסקופי של האסטרופיזיקה. המאיץ "שרף" ומטרת הליתיום הנוזלי "לילית", יחד עם שיטות גילוי על-רגישות, מהווים שילוב פורה וייחודי בתחום.