El núcleo atómico ofrece una oportunidad única para estudiar la competencia entre tres de las cuatro fuerzas fundamentales que se sabe que existen en la naturaleza, la interacción nuclear fuerte, la interacción electromagnética y la interacción nuclear débil. Solo la fuerza gravitacional mucho más débil es irrelevante para eldescripción de las propiedades nucleares. Aunque en general la descomposición de un estado nuclear excitado sigue la jerarquía de estas fuerzas, a veces hay excepciones.
En un experimento reciente realizado en la Fábrica de Rayos Isótopos Radiactivos en RIKEN, una colaboración internacional con científicos de once países, dirigida por científicos del Instituto de Estructura de la Materia, CSIC España y el Centro RIKEN Nishina Japón,hizo una observación muy sorprendente: los rayos gamma de alta energía, que están mediados por la fuerza electromagnética, se emiten en la desintegración de un determinado núcleo excitado: el estaño 133, en competencia con la emisión de neutrones, el modo de desintegración mediado por el fuertefuerza nuclear. Esto es a pesar del hecho de que se esperaba que la emisión de neutrones fuera de un orden de magnitud más rápido ya que la fuerza es mucho más fuerte.
El descubrimiento, publicado en Cartas de revisión física , se realizó utilizando el núcleo rico en neutrones 133 Sn, que consiste en un solo neutrón acoplado al núcleo doblemente mágico 132 Sn, un núcleo que es muy estable debido a su doble estado mágico. Los núcleos se produjeron eliminando un neutrón de un núcleo ligeramente más pesado 134 Sn, a energías relativistas. La radiación gamma emitida en la descomposición de sus estados excitados se detectó utilizando el espectrómetro de rayos gamma DALI2.
Según Pieter Doornenbal del Centro Nishina, "Esto fue bastante sorprendente ya que esperaríamos que la emisión de neutrones fuera mucho más rápida. Creemos que la capacidad de la desintegración electromagnética para competir con éxito con la emisión de neutrones se debe a los efectos de la estructura nuclear, unode los ingredientes de la regla de oro de Fermi que describe la probabilidad de que ocurra un cierto proceso de descomposición "
Los resultados de RIBF sugieren que los efectos de estructura, que comúnmente se descuidan en la evaluación de las probabilidades de emisión de neutrones en los cálculos de las propiedades globales de desintegración beta para simulaciones astrofísicas, son mucho más importantes de lo que generalmente se supone, en particular en la región "sur"este de 132 Sn, donde los núcleos son muy ricos en neutrones.
Según Doornenbal, "Uno de los significados de este hallazgo es que podría ayudarnos a comprender mejor la síntesis nuclear de los elementos de nuestro Universo; en otras palabras, cómo nuestro Universo llegó a tener los núcleos que posee.Se cree que casi la mitad de los elementos pesados más allá del hierro están hechos por lo que se conoce como el proceso r, que tiene lugar en las supernovas. La emisión de neutrones generalmente se omite de los cálculos sobre la descomposición de los núcleos ricos en neutrones, porque no se consideradesempeñan un papel importante. Pero nuestro trabajo muestra que es posible que esto deba reconsiderarse, y que nuestra comprensión de cómo los núcleos son producidos por el proceso r puede necesitar una revisión ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :