Chaîne proton-proton

La chaîne proton-proton, aussi connue sous le nom de « chaîne PP », est l'une des deux chaînes de réactions de fusion nucléaire par lesquelles les étoiles produisent de l'énergie, l'autre réaction étant le cycle carbone-azote-oxygène. Elle est prédominante dans les étoiles de masse relativement faible, comme celle du Soleil ou moindre. Fichier:Wpdms physics proton proton chain 1.svg|Fusion de deux protons pour former un noyau de deutérium et émettre un positron et un neutrino. Fichier:Wpdms physics proton proton chain 2.svg|Fusion d'un proton avec un noyau de deutérium, formant un noyau d'hélium et émettant un photon gamma. Les premières réactions de la chaîne proton-proton sont la fusion de l'hydrogène H en hélium He. De nouvelles réactions, modélisées en trois branches, fusionnent alors de nouveaux noyaux tandis que d'autres les fissionnent. Ces branches aboutissent toutes à la création d'hélium He. La théorie selon laquelle la fusion de quatre protons en un noyau d'hélium est le principe de base de la production d'énergie des étoiles fut avancée par Jean Perrin dans les . À cette époque et avant le développement de la mécanique quantique, la température du Soleil était considérée comme trop faible pour surmonter la barrière coulombienne impliquée par cette théorie. Fredrich Hund découvrit ensuite l'effet tunnel, qui permettait aux protons de la franchir à une température plus basse que celle prédite par la mécanique classique. La première étape est la fusion de deux protons (premier isotope des noyaux d'hydrogène) en deutérium D, avec émission d'un positron et d'un neutrino électronique, l'un des protons étant changé en neutron (désintégration β). Surmonter la répulsion électrostatique (barrière coulombienne) entre les deux noyaux d'hydrogène exige que les noyaux initiaux aient une grande quantité d'énergie, ce qui explique pourquoi la réaction a besoin de hautes températures pour pouvoir se produire, et de plus il faut qu'il y ait une interaction faible durant l'instant du contact entre les deux protons, transformant l'un d'eux en neutron, sinon ils se séparent.