•Notícia
Compartir
La recerca sobre aquest nucli doblement màgic explora els límits de l'estabilitat de la matèria
Publicat a 'Nature' l'estudi sobre la inestabilitat del nucli atòmic d'estany-100 en què participa la UPC
Un equip internacional de científics, entre els que hi ha l’investigador de la UPC Anuj Parikh, ha aconseguit crear artificialment més de dos-cents nuclis atòmics del doblement màgic estany-100 (100Sn), i demostrar que és l'element inestable amb una probabilitat més gran de desintegrar-se emetent radiació beta.
21/06/2012
Anuj Parikh, investigador del Departament de Física i Enginyeria Nuclear de la Universitat Politècnica de Catalunya • BarcelonaTech (UPC), forma part de l’equip de científics que publica avui a la revista científica Nature un article que aporta llum sobre l’estany 100 (100Sn), un dels elements radioactius creats artificialment que permet conèixer millor els límits de la estabilitat de la matèria.
Mitjançant la creació al laboratori de nuclis radioactius, és a dir, nuclis atòmics que són inestables i es transformen en altres nuclis tot emetent una radiació, els físics nuclears estudien el comportament de la matèria. Tot i que no són presents a la natura, aquests elements es poden sintetitzar durant determinats processos astrofísics, com per exemple, les explosions de les supernoves estel·lars. Aquests estudis també aporten coneixement sobre els límits de la matèria estable, és a dir, quines característiques fan que alguns nuclis atòmics siguin estables mentre que altres nuclis desapareixen al transformar-se en altres elements químics tot emetent radiació.
L’estany-100 és un nucli inestable, que es desintegra formant un altre nucli mitjançant l’emissió de radiació beta (en què s’emet un electró o la seva antipartícula, un positró). El professor Parikh, doctor en física per la Universitat de Yale, als Estats Units, i investigador del grup d’Astronomia i Astrofísica de la UPC, ha format part de l’equip que ha aconseguit establir exactament el ritme i la probabilitat de desintegrar-se del nucli de l’estany-100. En una sèrie d’experiments realizats a l’accelerador de partícules del GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (el Centre GSI Helmholtz per a la recerca en Ions Pesants) de la ciutat alemanya de Darmstadt, s’han obtingut 259 nuclis d’estany-100, el major nombre de nuclis observats fins ara.
L’estudi ha permès analitzar a quin ritme es produeix la desintegració beta de l’estany-100, i s’ha establert el seu període de desintegració (half-life), que és el temps transcorregut fins que la meitat dels nuclis es transformen en un nucli diferent. Així, s’ha establert amb exactitud que el període de desintegració dels nuclis d’estany-100 és d’1,16 segons.
A més de confirmar l’efímera durada dels nuclis de l’Estany-100, l’estudi ha descobert que aquest nucli té una probabilitat extremadament elevada de desintegrar-se emetent una radiació beta, de fet, la més alta de la taula d’elements nuclears.
Aquesta conclusió s’ha obtingut per l’anàlisi d’un indicador comparatiu de que un nucli emeti una radiació beta, conegut com valor ft, el qual ha resultat ser el més baix mesurat fins ara, el que implica la màxima probabilitat de desintegració, tal i com es recull a l’article publicat a Nature, titulat “Superallowed Gamow-Teller Decay of the Doubly Magic Nucleus 100Sn”.
Descobert el 1994, l’estany-100 és un nucli atòmic de característiques molt especials, ja que és l’element més pesant amb el mateix nombre de neutrons i de protons que es desintegra mitjançant radiació beta observat fins ara, a més de ser un nucli doblement màgic. L’estany-100 té 50 protons (que és el que el defineix com estany) i 50 neutrons. El fet que el nombre de protons sigui 50 el situa entre els nombres màgics (2,8,20,50,82 i 126) que fan que els elements presentin una estructura nuclear en capes completes, la qual cosa els aporta característiques específiques. Pel fet de tenir el mateix nombre de protons i neutrons se’l considera doblement màgic, i és el nucli d’aquestes característiques més pesant que s’ha observat fins ara.
Mitjançant la creació al laboratori de nuclis radioactius, és a dir, nuclis atòmics que són inestables i es transformen en altres nuclis tot emetent una radiació, els físics nuclears estudien el comportament de la matèria. Tot i que no són presents a la natura, aquests elements es poden sintetitzar durant determinats processos astrofísics, com per exemple, les explosions de les supernoves estel·lars. Aquests estudis també aporten coneixement sobre els límits de la matèria estable, és a dir, quines característiques fan que alguns nuclis atòmics siguin estables mentre que altres nuclis desapareixen al transformar-se en altres elements químics tot emetent radiació.
L’estany-100 és un nucli inestable, que es desintegra formant un altre nucli mitjançant l’emissió de radiació beta (en què s’emet un electró o la seva antipartícula, un positró). El professor Parikh, doctor en física per la Universitat de Yale, als Estats Units, i investigador del grup d’Astronomia i Astrofísica de la UPC, ha format part de l’equip que ha aconseguit establir exactament el ritme i la probabilitat de desintegrar-se del nucli de l’estany-100. En una sèrie d’experiments realizats a l’accelerador de partícules del GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (el Centre GSI Helmholtz per a la recerca en Ions Pesants) de la ciutat alemanya de Darmstadt, s’han obtingut 259 nuclis d’estany-100, el major nombre de nuclis observats fins ara.
L’estudi ha permès analitzar a quin ritme es produeix la desintegració beta de l’estany-100, i s’ha establert el seu període de desintegració (half-life), que és el temps transcorregut fins que la meitat dels nuclis es transformen en un nucli diferent. Així, s’ha establert amb exactitud que el període de desintegració dels nuclis d’estany-100 és d’1,16 segons.
A més de confirmar l’efímera durada dels nuclis de l’Estany-100, l’estudi ha descobert que aquest nucli té una probabilitat extremadament elevada de desintegrar-se emetent una radiació beta, de fet, la més alta de la taula d’elements nuclears.
Aquesta conclusió s’ha obtingut per l’anàlisi d’un indicador comparatiu de que un nucli emeti una radiació beta, conegut com valor ft, el qual ha resultat ser el més baix mesurat fins ara, el que implica la màxima probabilitat de desintegració, tal i com es recull a l’article publicat a Nature, titulat “Superallowed Gamow-Teller Decay of the Doubly Magic Nucleus 100Sn”.
Doblement màgic
Descobert el 1994, l’estany-100 és un nucli atòmic de característiques molt especials, ja que és l’element més pesant amb el mateix nombre de neutrons i de protons que es desintegra mitjançant radiació beta observat fins ara, a més de ser un nucli doblement màgic. L’estany-100 té 50 protons (que és el que el defineix com estany) i 50 neutrons. El fet que el nombre de protons sigui 50 el situa entre els nombres màgics (2,8,20,50,82 i 126) que fan que els elements presentin una estructura nuclear en capes completes, la qual cosa els aporta característiques específiques. Pel fet de tenir el mateix nombre de protons i neutrons se’l considera doblement màgic, i és el nucli d’aquestes característiques més pesant que s’ha observat fins ara.
Segueix-nos a Twitter
