Un experimento del CERN revela un nuevo número mágico en un núcleo atómico
Miembros de la colaboración científica ISOLTRAP del CERN han medido la masa de núcleos exóticos del calcio. Los datos, que publica esta semana Nature, permiten establecer un nuevo número mágico, lo que se traduce en más información sobre cómo se mantienen unidos protones y neutrones en este tipo de núcleos.
Las medidas, publicadas hoy en Nature, establecen un nuevo número mágico,que se relaciona con la estabilidad de estos núcleos exóticos.
Los resultados arrojan luz sobre la descripción de los núcleos en términos de la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas de la Naturaleza responsable de mantener unidos protones y neutrones en el núcleo del átomo.
"Esta medida procedente de un experimento clásico de baja energía de ISOLDE complementa bien los recientes resultados sobre el radón, observados por haces post-acelerados, y sobre el astato, observados en la fuente con láseres", dice el director general del CERN, Rolf Heuer. "Demuestran maravillosamente que ISOLDE tiene una amplia variedad de herramientas para la producción de una física emocionante".
Los datos obtenidos refuerzan la prominencia en los isótopos del calcio de un nuevo número mágico no previsto en el 'modelo de capas nuclear', por el cual María Goeppert-Mayer y Hans Jensen obtuvieron el Premio Nobel en 1963, hace 50 años.
En este modelo, los protones y neutrones en un núcleo se organizan en capas, similares a las de los electrones en los átomos. Los números mágicos corresponden a números de protones y neutrones que completan capas nucleares y que confieren una especial estabilidad a estos núcleos.
El nuevo hallazgo rivaliza con los clásicos
"Con una energía de separación de la capa de alrededor de 4 MeV, el nuevo hallazgo para el calcio 52 rivaliza con los números mágicos clásicos", dice Klaus Blaum, del Instituto Max Planck de Física Nuclear (Heidelberg, Alemania) y portavoz de la colaboración ISOLTRAP.
Las medidas fueron posibles mediante la integración de un nuevo tipo de aparato dentro del experimento ISOLTRAP. Usando dos espejos electrostáticos se permitía la separación de iones según su masa con una precisión sin precedentes, midiendo su tiempo de vuelo en una distancia de hasta varios kilómetros.
"Aunque ya habíamos aplicado el sistema de multireflexión del tiempo de vuelo para separar masas, este es su primer uso como un espectrómetro de masas", dice Frank Wienholtz, de la Universidad Ernst-Moritz-Arndt (Greifswald, Alemania) y autor principal del artículo.
Los resultados de ISOLTRAP están en acuerdo con los cálculos teóricos, y muestran que una descripción de núcleos extremadamente ricos en neutrones puede estar estrechamente conectada a una comprensión más profunda de las fuerzas nucleares.