La colaboración internacional n_TOF, en la que participó un grupo de investigadores de la Universidad de Sevilla, ha utilizado las capacidades únicas de tres de las instalaciones nucleares del mundo, como PSI Instituto Paul Scherrer, Suiza, ISOLDE ISotopo en líneaDEvice, CERN y n_TOF tiempo de vuelo de neutrones, CERN, para llevar a cabo un nuevo experimento destinado a explorar una explicación del problema cosmológico de litio basado en un canal de neutrones.
Este problema es una de las preguntas aún sin resolver de la descripción estándar actual del Big Bang. Los nuevos resultados experimentales, sus interpretaciones teóricas y las implicaciones de estos han sido publicados en la revisión científica Cartas de revisión física .
Las diferentes reacciones nucleares responsables de la creación y destrucción de núcleos atómicos en la nucleosíntesis durante el Big Bang son cruciales para determinar la abundancia primordial de litio, el tercer y último elemento químico formado durante la fase muy temprana de la creación deel universo.
Los modelos estándar del Big Bang que se utilizan actualmente predicen una abundancia de Li-7, el isótopo principal de litio, que es tres o cuatro veces más que el determinado mediante observaciones astronómicas. Recientemente, en la instalación n_TOF en el CERN, elSe ha investigado la posibilidad de un canal de neutrones que pueda aumentar la velocidad de destrucción del isótopo Be-7, el precursor del Li-7 y, por lo tanto, hacer compatible la abundancia cosmológica calculada y observada de litio.
"Potencialmente, un canal de reacción de neutrones podría resolver el problema cosmológico del litio, que es uno de los aspectos aún no resueltos de la descripción estándar actual del Big Bang", indica el profesor de la Universidad de Sevilla, José Manuel Quesada.
En la instalación de SINQ en PSI Villigen Suiza se separó el material "sin cortar", destinado a ser utilizado en el nuevo experimento. El material se envió a la instalación de haz radioactivo ISOLDE en el CERN para producir un blanco puro con menosde 0.1 miligramos de Be-7, que luego se envió a la instalación n_TOF para ser incluido en las mediciones de neutrones.
Esta ha sido la primera vez que las dos instalaciones del CERN dedicadas a experimentos de física nuclear han llevado a cabo un experimento juntos, utilizando el haz de iones radiactivos ISOLDE para producir el objetivo necesario para un experimento en n_TOF utilizando la técnica de tiempo de vuelo de neutrones.
En un experimento anterior en n_TOF, la sección efectiva de la reacción 7Be n, a 4He se midió en una amplia gama de energías, lo que permitió la imposición de restricciones estrictas sobre uno de los mecanismos de destrucción del isótopo Be-7durante el Big Bang. En este experimento, sin embargo, se midió la reacción 7Be n, p 7Li, extendiendo los datos adquiridos previamente a un mayor rango de energías y, por lo tanto, permitiendo la actualización de la velocidad de reacción utilizada en los cálculos enEl modelo estándar del Big Bang.
"Aunque los nuevos datos obtenidos de los experimentos en n_TOF permiten establecer una base mucho más firme para los cálculos de BBN, la conclusión de este proyecto es que los canales de neutrones no son suficientes para resolver el problema cosmológico del litio. La comunidad científica tiene undesafío que requerirá esfuerzos adicionales para resolver, y esto involucrará los campos de astrofísica nuclear, observaciones astronómicas, cosmología no estándar e incluso física nueva más allá del Modelo Estándar de física de partículas ", aseguran los investigadores.
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Materiales proporcionados por Universidad de Sevilla . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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