Primera evidencia de núcleos de magnesio-32 esféricos en islas de inversión
Elementos más pesados que el hierro se forman sólo en poderosas explosiones estelares,las supernovas. Durante las reacciones nucleares todo tipo de núcleos atómicos de corta vida se forman, incluyendo combinaciones más estables - los llamados números mágicos, predichos por la teoría. Sin embargo, aquí también hay excepciones: las islas de inversión. Encabezados por físicos de la Technische Universität München (TUM) en Alemania, un equipo internacional de científicos ha echado un vistazo más de cerca a la isla que fue descubierta por primera vez. Ahora han publicado sus resultados en la revista Physical Review Letters.
Todos los elementos químicos conocidos en la tierra vienen del espacio. Los elementos más comunes en el universo, el hidrógeno y el helio, se crearon poco después del Big Bang. Otros elementos, tales como el carbono y el oxígeno, llegaron a existir más tarde, a través de la fusión de núcleos atómicos dentro de las estrellas. Elementos más pesados que el hierro deben su aparición a gigantescas explosiones estelares , conocidas como supernovas. Estos incluyen, por ejemplo metales preciosos como el oro y la plata o el uranio radiactivo.
La caldera de una supernova da origen a toda una serie de núcleos atómicos de gran masa , que se desintegran a elementos estables a través de diferentes etapas intermedias de vida corta. Análogo al modelo de capas de electrones, los físicos nucleares desarrollaron un modelo que predice particularmente alta estabilidad para combinaciones específicas en el número de neutrones y protones. Estos son los "números mágicos": las capas están llenas y los núcleos son casi esféricos.
Sin embargo, hay núcleos “mágicos”que se desvían de la estructura de capas esperada. Una colaboración internacional bajo la dirección de los físicos del TUM tomó una mirada más cercana a los núcleos en un dominio con el número mágico de neutrones 20, también conocida como la "isla de inversión." Sus medidas con el REX-ISOLDE, un acelerador de haces de iones radiactivos en el CERN, llevó a resultados sorprendentes.
En su experimento los científicos estudiaron el isótopo rico en neutrones magnesio-32 disparando un haz de magnesio-30 en una película de titanio cargada con tritio, un isótopo radiactivo del hidrógeno. En un así llamado par de reacción de transferencia, dos neutrones son derribados del tritio y trasladados al núcleo de magnesio , convirtiéndolo en magnesio-32.
El isótopo rico en neutrones magnesio -32, cuyo núcleo tiene 20 neutrones , y 12 protones, se supone que es mágico y, como tal, debería tener una forma esférica. Sin embargo, el estado más bajo de energía en el magnesio-32 no es esférico, sino deformado. El núcleo es una reminiscencia de una pelota de fútbol americano en forma de huevo. La configuración esférica no iba a producirse hasta que estados más elevados de energía fueran alcanzados.
Por primera vez, los científicos lograron confirmar la existencia del núcleo esférico de magnesio-32. Es más, el núcleo esférico de magnesio-32 se generó en un nivel de energía mucho más bajo de lo teóricamente previsto.Este resultado ha vuelto a poner un signo de interrogación en los modelos teóricos que describen los cambios en la estructura de capas en éste y otras regiones de la tabla de nucleidos.
"Estamos encantados de finalmente tener éxito en la confirmación de la existencia del núcleo esférico de magnesio-32 ", dice el profesor Kruecken, director de Física Nuclear y Hadrones del TUM. "Pero estas ideas presentan nuevos desafíos para nosotros los físicos. Con el fin de ser capaces de predecir el curso exacto de la síntesis de los elementos en las explosiones estelares,nosotros necesitamos comprender mejor el mecanismo que causa los cambios en la estructura de capas ". Los científicos asumen que será necesario una serie de experimentos antes de que puedan dar una descripción clara de los procesos relacionados con las misteriosas islas de inversión y los nuevos números mágicos.
Elementos más pesados que el hierro se forman sólo en poderosas explosiones estelares,las supernovas. Durante las reacciones nucleares todo tipo de núcleos atómicos de corta vida se forman, incluyendo combinaciones más estables - los llamados números mágicos, predichos por la teoría. Sin embargo, aquí también hay excepciones: las islas de inversión. Encabezados por físicos de la Technische Universität München (TUM) en Alemania, un equipo internacional de científicos ha echado un vistazo más de cerca a la isla que fue descubierta por primera vez. Ahora han publicado sus resultados en la revista Physical Review Letters.
Todos los elementos químicos conocidos en la tierra vienen del espacio. Los elementos más comunes en el universo, el hidrógeno y el helio, se crearon poco después del Big Bang. Otros elementos, tales como el carbono y el oxígeno, llegaron a existir más tarde, a través de la fusión de núcleos atómicos dentro de las estrellas. Elementos más pesados que el hierro deben su aparición a gigantescas explosiones estelares , conocidas como supernovas. Estos incluyen, por ejemplo metales preciosos como el oro y la plata o el uranio radiactivo.
La caldera de una supernova da origen a toda una serie de núcleos atómicos de gran masa , que se desintegran a elementos estables a través de diferentes etapas intermedias de vida corta. Análogo al modelo de capas de electrones, los físicos nucleares desarrollaron un modelo que predice particularmente alta estabilidad para combinaciones específicas en el número de neutrones y protones. Estos son los "números mágicos": las capas están llenas y los núcleos son casi esféricos.
Sin embargo, hay núcleos “mágicos”que se desvían de la estructura de capas esperada. Una colaboración internacional bajo la dirección de los físicos del TUM tomó una mirada más cercana a los núcleos en un dominio con el número mágico de neutrones 20, también conocida como la "isla de inversión." Sus medidas con el REX-ISOLDE, un acelerador de haces de iones radiactivos en el CERN, llevó a resultados sorprendentes.
En su experimento los científicos estudiaron el isótopo rico en neutrones magnesio-32 disparando un haz de magnesio-30 en una película de titanio cargada con tritio, un isótopo radiactivo del hidrógeno. En un así llamado par de reacción de transferencia, dos neutrones son derribados del tritio y trasladados al núcleo de magnesio , convirtiéndolo en magnesio-32.
El isótopo rico en neutrones magnesio -32, cuyo núcleo tiene 20 neutrones , y 12 protones, se supone que es mágico y, como tal, debería tener una forma esférica. Sin embargo, el estado más bajo de energía en el magnesio-32 no es esférico, sino deformado. El núcleo es una reminiscencia de una pelota de fútbol americano en forma de huevo. La configuración esférica no iba a producirse hasta que estados más elevados de energía fueran alcanzados.
Por primera vez, los científicos lograron confirmar la existencia del núcleo esférico de magnesio-32. Es más, el núcleo esférico de magnesio-32 se generó en un nivel de energía mucho más bajo de lo teóricamente previsto.Este resultado ha vuelto a poner un signo de interrogación en los modelos teóricos que describen los cambios en la estructura de capas en éste y otras regiones de la tabla de nucleidos.
"Estamos encantados de finalmente tener éxito en la confirmación de la existencia del núcleo esférico de magnesio-32 ", dice el profesor Kruecken, director de Física Nuclear y Hadrones del TUM. "Pero estas ideas presentan nuevos desafíos para nosotros los físicos. Con el fin de ser capaces de predecir el curso exacto de la síntesis de los elementos en las explosiones estelares,nosotros necesitamos comprender mejor el mecanismo que causa los cambios en la estructura de capas ". Los científicos asumen que será necesario una serie de experimentos antes de que puedan dar una descripción clara de los procesos relacionados con las misteriosas islas de inversión y los nuevos números mágicos.