•Noticia
Compartir
La investigación sobre este núcleo doblemente mágico explora los límites de la estabilidad de la materia
Publicado en Nature el estudio sobre la inestabilidad del núcleo atómico de estaño-100 en que participa la UPC
Un equipo internacional de científicos, entre los que se encuentra el investigador de la UPC Anuj Parikh, ha conseguido crear artificialmente más de doscientos núcleos atómicos del doblemente mágico estaño-100 (100Sn), y demostrar que es el elemento inestable con mayor probabilidad de desintegración por emisión de radiación beta.
21/06/2012
Anuj Parikh, investigador del Departamento de Física e Ingeniería Nuclear de la Universitat Politècnica de Catalunya • BarcelonaTech (UPC), forma parte del equipo de científicos que publica hoy en la revista científica Nature un artículo que aporta luz sobre el estaño-100 (100Sn), uno de los elementos radiactivos creados artificialmente que permite conocer mejor los límites de la estabilidad de la materia.
Mediante la creación en el laboratorio de elementos radiactivos, es decir, núcleos atómicos que son inestables y se transforman en otros núcleos emitiendo radiación, los físicos nucleares estudian el comportamiento de la materia. A pesar de que no están presentes en la naturaleza, estos elementos pueden sintetizarse durante determinados fenómenos astrofísicos, por ejemplo, las explosiones de las supernovas. Estos estudios también aportan conocimiento sobre los límites de la materia estable, es decir, qué características hacen que algunos núcleos atómicos sean estables mientras que otros desaparecen al transformarse en otros elementos químicos emitiendo radiación.
El estaño-100 es un núcleo inestable, que se desintegra formando otro núcleo mediante la emisión de radiación beta (en que se emite un electrón o su antipartícula, un positrón). El profesor Parikh, doctor en física por la Universidad de Yale, en los Estados Unidos, e investigador del grupo de Astronomía y Astrofísica de la UPC, ha formado parte del equipo que ha conseguido establecer exactamente el ritmo y la probabilidad de desintegrarse del núcleo del estaño-100.
En una serie de experimentos realizados en el acelerador de partículas del GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (el Centro GSI Helmholtz para la investigación en Iones Pesados) de la ciudad alemana de Darmstadt, se han obtenido 259 núcleos de estaño-100, el mayor número de núcleos de esta variedad observados hasta ahora.
El estudio ha permitido analizar a qué ritmo se produce la desintegración beta del estaño-100, estableciendo su periodo de desintegración (half-life), que es el tiempo transcurrido hasta que la mitad de los núcleos se transforman en otro núcleo diferente. Así, se ha establecido con exactitud que el periodo de desintegración de los núcleos de estaño-100 es de 1,16 segundos.
Además de confirmar la efímera duración de los núcleos del estaño-100, el estudio ha descubierto que este núcleo tiene una probabilidad extremadamente elevada de descomponerse emitiendo una radiación beta, de hecho, la más alta de la tabla de elementos nucleares.
Esta conclusión se ha obtenido por el análisis de un indicador comparativo de que un núcleo emita una radiación beta, conocido como valor ft, el cual ha resultado ser el más bajo registrado hasta ahora, lo que implica la máxima probabilidad de desintegración, tal y cómo se recoge en el artículo publicado en Nature, titulado “Superallowed Gamow-Teller Decay of the Doubly Magic Nucleus 100Sn”.
Doblemente mágico
Descubierto el 1994, el estaño-100 es un núcleo atómico de características muy especiales, puesto que es el elemento más pesado con el mismo número de neutrones y de protones que decae mediante radiación beta observado hasta ahora, además de ser un núcleo doblemente mágico. El estaño-100 tiene 50 protones (que es lo que lo define como estaño) y 50 neutrones. El hecho que el número de protones sea 50 lo sitúa entre los números mágicos (2,8,20,50,82 y 126) que hacen que los elementos presenten una estructura nuclear en capas completas, lo que les aporta características específicas. Por el hecho de tener el mismo número de protones y neutrones se le considera doblemente mágico, y es el núcleo de estas características más pesado que se ha observado hasta ahora.
Mediante la creación en el laboratorio de elementos radiactivos, es decir, núcleos atómicos que son inestables y se transforman en otros núcleos emitiendo radiación, los físicos nucleares estudian el comportamiento de la materia. A pesar de que no están presentes en la naturaleza, estos elementos pueden sintetizarse durante determinados fenómenos astrofísicos, por ejemplo, las explosiones de las supernovas. Estos estudios también aportan conocimiento sobre los límites de la materia estable, es decir, qué características hacen que algunos núcleos atómicos sean estables mientras que otros desaparecen al transformarse en otros elementos químicos emitiendo radiación.
El estaño-100 es un núcleo inestable, que se desintegra formando otro núcleo mediante la emisión de radiación beta (en que se emite un electrón o su antipartícula, un positrón). El profesor Parikh, doctor en física por la Universidad de Yale, en los Estados Unidos, e investigador del grupo de Astronomía y Astrofísica de la UPC, ha formado parte del equipo que ha conseguido establecer exactamente el ritmo y la probabilidad de desintegrarse del núcleo del estaño-100.
En una serie de experimentos realizados en el acelerador de partículas del GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (el Centro GSI Helmholtz para la investigación en Iones Pesados) de la ciudad alemana de Darmstadt, se han obtenido 259 núcleos de estaño-100, el mayor número de núcleos de esta variedad observados hasta ahora.
El estudio ha permitido analizar a qué ritmo se produce la desintegración beta del estaño-100, estableciendo su periodo de desintegración (half-life), que es el tiempo transcurrido hasta que la mitad de los núcleos se transforman en otro núcleo diferente. Así, se ha establecido con exactitud que el periodo de desintegración de los núcleos de estaño-100 es de 1,16 segundos.
Además de confirmar la efímera duración de los núcleos del estaño-100, el estudio ha descubierto que este núcleo tiene una probabilidad extremadamente elevada de descomponerse emitiendo una radiación beta, de hecho, la más alta de la tabla de elementos nucleares.
Esta conclusión se ha obtenido por el análisis de un indicador comparativo de que un núcleo emita una radiación beta, conocido como valor ft, el cual ha resultado ser el más bajo registrado hasta ahora, lo que implica la máxima probabilidad de desintegración, tal y cómo se recoge en el artículo publicado en Nature, titulado “Superallowed Gamow-Teller Decay of the Doubly Magic Nucleus 100Sn”.
Doblemente mágico
Descubierto el 1994, el estaño-100 es un núcleo atómico de características muy especiales, puesto que es el elemento más pesado con el mismo número de neutrones y de protones que decae mediante radiación beta observado hasta ahora, además de ser un núcleo doblemente mágico. El estaño-100 tiene 50 protones (que es lo que lo define como estaño) y 50 neutrones. El hecho que el número de protones sea 50 lo sitúa entre los números mágicos (2,8,20,50,82 y 126) que hacen que los elementos presenten una estructura nuclear en capas completas, lo que les aporta características específicas. Por el hecho de tener el mismo número de protones y neutrones se le considera doblemente mágico, y es el núcleo de estas características más pesado que se ha observado hasta ahora.
Síguenos en Twitter
