Los científicos descubren un misterioso «bache» nuclear que desafía los modelos físicos existentes
Científicos del Laboratorio de Aceleradores de la Universidad de Jyväskylä han medido con precisión las masas atómicas de isótopos radiactivos de lantano, descubriendo una inesperada anomalía en sus energías de enlace nuclear. Este descubrimiento arroja luz sobre la formación de elementos más pesados que el hierro y plantea interrogantes sobre la estructura nuclear.
En la instalación IGISOL, los investigadores produjeron isótopos de lantano de vida corta y ricos en neutrones, lo que supuso un gran avance en la medición precisa de su masa.
«Gracias a la resonancia de ciclotrón iónico de imagen de fase, hemos medido seis isótopos de lantano con una precisión excepcional, incluidas las primeras mediciones de lantano-152 y lantano-153», explica el profesor Anu Kankainen, que dirigió el estudio.
Un fenómeno observado en las colisiones de estrellas de neutrones
Analizando los datos precisos de masa, los investigadores examinaron las energías de separación de neutrones de los isótopos de lantano, que revelan la estructura nuclear.
«Este factor es clave para calcular las tasas de captura de neutrones en el rápido proceso de r durante las fusiones de estrellas de neutrones, como se observa en la kilonova GW170817», explica Kankainen.
Descubrieron un fuerte «bache» cuando el recuento de neutrones aumentó de 92 a 93, una anomalía inexplicable.
«Me quedé asombrado», afirma el investigador Arthur Jaries. «Los modelos actuales no pueden explicarlo. Puede deberse a un cambio repentino de la estructura nuclear, lo que requiere un estudio más profundo con láser o espectroscopia nuclear.»
Necesidad de mejorar los modelos teóricos
Estas mediciones precisas de la masa tuvieron un impacto significativo en los modelos astrofísicos, alterando las tasas de reacción de captura de neutrones hasta en un 35% y reduciendo las incertidumbres relacionadas con la masa en un factor de 80 en casos extremos.
«Estas tasas de reacción refinadas son cruciales para comprender la formación del pico de abundancia de tierras raras en el proceso r», señala Kankainen. «Y lo que es más importante, revelan que los modelos actuales de masa nuclear no logran predecir esta anomalía, lo que subraya la necesidad de nuevos avances teóricos».
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