Nuevas mediciones del doble átomo mágico revelan una sorpresa

Un experimento que consiste en la colisión de átomos de plomo especializados con partículas de alta velocidad ha revelado un hallazgo sorprendente.

En lugar de la esperada forma esférica perfecta, el núcleo del isótopo conocido como plomo-208 (208Pb) aparece inesperadamente aplanado.

Los sorprendentes resultados del experimento con el plomo-208

Este descubrimiento indica que los núcleos atómicos podrían ser más intrincados de lo que se pensaba y podría tener importantes implicaciones para nuestra comprensión de la formación de los elementos pesados.

Los investigadores explican en su artículo: «Estos resultados sugieren una deformación prolata promediada en el tiempo para el sistema. Aunque el 208Pb es un elemento clave en la física nuclear, sigue siendo un enigma para las teorías de la estructura nuclear.»

El 208Pb se considera un átomo único. Cuando el número de protones o neutrones de un átomo es un número «mágico», los nucleones forman una envoltura completamente llena. Un átomo en el que tanto sus protones como sus neutrones tienen números mágicos se denomina doblemente mágico; el 208Pb es uno de estos átomos, que contiene 82 protones y 126 neutrones.

Los núcleos doblemente mágicos son particularmente estables frente a la desintegración nuclear, y el 208Pb es el isótopo estable más pesado conocido de cualquier elemento. Como resultado, es una piedra angular de la física nuclear y crucial para comprender los núcleos doblemente mágicos en general.

Debido a su notable estabilidad, los científicos creyeron inicialmente que el núcleo debía ser perfectamente esférico. Sin embargo, cuando utilizaron el espectrómetro de rayos gamma GRETINA del Laboratorio Nacional de Argonne (EE.UU.) para investigar su estructura, descubrieron algo inesperado.

Revelación de la forma del plomo 208 con tecnología de vanguardia

«Conseguimos combinar cuatro mediciones distintas utilizando el equipo más avanzado del mundo para este tipo de estudios, lo que nos permitió hacer esta observación pionera», explica Henderson.

«El resultado nos sorprendió, demostrando definitivamente que el plomo-208 no es esférico, como se podría haber supuesto. Nuestros hallazgos desafían directamente los resultados de la teoría nuclear anterior, ofreciendo una vía prometedora para futuras investigaciones.»

Los experimentos consistieron en bombardear los núcleos de 208Pb con partículas aceleradas a un asombroso 10% de la velocidad de la luz, aproximadamente 30.000 kilómetros (19.000 millas) por segundo. Este bombardeo a alta velocidad excita los estados cuánticos del núcleo, lo que permite a los físicos analizar estos estados para revelar la forma del núcleo.

Al realizar cuatro mediciones distintas de los estados cuánticos, los investigadores descubrieron la forma ligeramente achatada del núcleo del 208Pb.

Aunque el 208Pb se había estudiado ampliamente, descubrir que su forma difiere de las suposiciones anteriores es una revelación sorprendente. Los investigadores admiten que no están seguros de por qué tiene esta forma de esferoide achatado.

Este hallazgo sugiere que los núcleos atómicos son más complejos de lo que se creía y que se necesitan más estudios para comprender su comportamiento.

«Estos experimentos de alta sensibilidad han aportado nuevos conocimientos sobre algo que creíamos comprender bien, lo que plantea el nuevo reto de entender por qué ocurre esto», afirma el físico nuclear Paul Stevenson, de la Universidad de Surrey.

Una posibilidad es que las vibraciones del núcleo de 208Pb, al excitarse durante los experimentos, sean menos regulares de lo que habíamos supuesto hasta ahora. Ahora estamos refinando nuestras teorías para determinar si estas ideas son correctas».

Read the original article on: Science Alert

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