Investigadores españoles logran una descripción común para reacciones de núcleos estables y radiactivos
11 de agosto, 2021

Investigadores españoles logran una descripción común para reacciones de núcleos estables y radiactivos

Investigadores de la Universidad de Sevilla han establecido por primera vez una descripción común tanto para reacciones de núcleos estables como radiactivos, también conocidos como exóticos.

 

El hallazgo, que aúna las teorías en este área del último siglo, permitirá avanzar en un mejor entendimiento del origen de toda la materia conocida del Universo, tal y como explican desde la Universidad española.

El hallazgo permitirá conocer mejor el origen de toda la materia del Universo

El núcleo atómico concentra casi el 100% de la masa de un átomo y da forma a dicha materia. El número de protones de un núcleo determina el elemento químico. Cada elemento tiene uno o varios isótopos con el mismo número de protones y diferente número de neutrones. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones que forman núcleos estables.

En la actualidad se conocen alrededor de 3.000 núcleos de los cuales 300 son estables. Los isótopos que no son estables se conocen como radioisótopos (o radiactivos). Para un determinado número de protones, demasiados o escasos neutrones producen inestabilidad nuclear y la consecuente desintegración radiactiva, mientras que los llamados núcleos exóticos se caracterizan por una “gran desproporción entre el número de protones y neutrones, hecho que les confiere un carácter radiactivo, con vidas medias que pueden llegar a varios órdenes de magnitud por debajo del segundo”.

A diferencia de los núcleos estables, los radiactivos se desintegran emitiendo energía nuclear en forma de partículas o radiación electromagnética. La radiactividad se basa en el principio de Einstein según el cual las reacciones nucleares determinan la transformación de masa en energía nuclear que “es la mayor manifestación de fuerza conocida en el Universo”.

Los núcleos radiactivos al desintegrarse emiten energía nuclear que es la mayor manifestación de fuerza del Universo

Las reacciones nucleares condicionan “desde el Big Bang, con la síntesis de los núcleos más ligeros, hasta la formación, evolución y muerte de las estrellas, con la síntesis de los núcleos más pesados en las supernovas”.

El equipo de investigadores de la Universidad de Sevilla destaca que desde 1919, cuando Rutherford midió la primera reacción nuclear, y 1954, cuando Feshbach propuso el Modelo Óptico como una alternativa para describirlas, físicos de todo el mundo buscan una descripción matemática única para las reacciones nucleares.

En este escenario, los núcleos exóticos desempeñan funciones importantes en la formación de elementos más pesados que el hierro. Así, las reacciones nucleares son cruciales para entender la tasa de producción y abundancia de los elementos en el cosmos y la evolución de los cuerpos estelares.

La dinámica de cualquier reacción nuclear depende de la estructura de los núcleos, que varía drásticamente entre estables y exóticos, y de la energía de la colisión. Por eso, describir reacciones nucleares con el mismo enfoque teórico representa uno de los mayores desafíos de la Física Nuclear.

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