Inspenet, 6 de septiembre 2023.
¡Científicos descubren nuevos isótopos!
Un equipo de científicos liderado por el físico nuclear Yosuke Kondo del Instituto de Tecnología de Tokio, ha descubierto dos isótopos de oxígeno que nunca habían sido observados previamente. Estos son el oxígeno-27 y el oxígeno-28, que contienen 19 y 20 neutrones, respectivamente.
La investigación se llevó a cabo en el Centro de RIKEN Nishina, una instalación de aceleradores de ciclotrones diseñada para generar isótopos inestables.
Para crear estos nuevos isótopos, el equipo dirigió inicialmente un haz de isótopos de calcio-48 hacia un objetivo de berilio. La colisión generó varios átomos más ligeros, incluyendo el flúor-29, un isótopo de flúor con 9 protones y 20 neutrones. Luego, se aisló el flúor-29 y se sometió a un bombardeo con un objetivo de hidrógeno líquido. El objetivo era eliminar un protón del flúor-29, transformándolo en oxígeno-28.
De manera sorprendente, este isótopo tuvo una rápida desintegración, lo cual va en contra de las previsiones basadas en la teoría de números mágicos. Mediante técnicas avanzadas de modelado, el equipo de científicos ha confirmado con un 98% de confianza que el oxígeno-28 no posee un núcleo acoplado.
Tanto el número 8 como el 20 son números mágicos para protones y neutrones, respectivamente, una característica que sugiere que el oxígeno-28 debería ser estable. El número total de cada uno depende de cómo la adición de cada nucleón afecta la estabilidad de las capas de protones y neutrones.
En física nuclear, un número mágico se refiere a la cantidad de nucleones que llenarán completamente una capa, con cada nueva capa siendo claramente distinguible de la anterior debido a una amplia diferencia de energía. Un núcleo atómico que tenga capas de protones y neutrones que contengan números mágicos de cada uno se denomina “doblemente mágico” y se espera que sea especialmente estable.
La mayor parte del oxígeno presente en la Tierra, incluyendo el que se encuentra en el aire que respiramos, corresponde al oxígeno-16, que es una forma de oxígeno considerada doblemente mágica. Durante mucho tiempo se había anticipado que el oxígeno-28 sería el siguiente isótopo doblemente mágico después del oxígeno-16. Sin embargo, las nuevas investigaciones desafían esta idea.
Este descubrimiento plantea interrogantes sobre la confiabilidad del concepto de número mágico. Si un isótopo con un número mágico de protones y neutrones no muestra la estabilidad que se esperaba, ¿significa esto que la teoría en sí es insuficiente o requiere una revisión? Este cuestionamiento se encuentra en el centro de los debates actuales en la física nuclear, impulsando a los científicos a reexaminar y profundizar en su comprensión de la estructura nuclear y las fuerzas que la rigen.
Una comprensión más profunda de la capa de neutrones que parece extrañamente incompleta tendrá que aguardar hasta que los científicos puedan investigar el núcleo en un estado excitado con niveles de energía más altos.
Además, otros métodos de formación de oxígeno-28 podrían arrojar luz sobre esta cuestión, aunque su implementación resulta considerablemente más compleja. Por el momento, los resultados intrigantes y desafiantes obtenidos por el equipo indican que los núcleos considerados doblemente mágicos podrían ser mucho más intrincados de lo que se creía previamente.
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