Los núcleos deformados son doblemente mágicos. Los científicos han encontrado la masa faltante de circonio-80

Científico de la Laboratorio Nacional de Ciclotrones Superconductores (NSCL) y la Facility for Rare Isotope Beams (FRIB) de la Universidad Estatal de Michigan han resuelto el misterio de la masa faltante de zirconio-80, un rompecabezas con el que se han encontrado ellos mismos. Los experimentos llevados a cabo en el NSCL han demostrado que el núcleo de Circonio-80que contiene 40 protones y 40 neutrones es mucho más ligero de lo que debería ser. Los teóricos de FRIB ahora han realizado cálculos que brindan respuestas a la pregunta de qué sucede con la masa faltante.

La relación entre teóricos y físicos experimentales es como una danza coordinada, dice el autor principal del artículo publicado en Nature Physics, Alec Hamaker. A veces son los teóricos quienes abren el camino y muestran algo antes del descubrimiento experimental, y a veces son los experimentadores quienes descubren algo que los teóricos no esperaban, agrega Ryan Ringle.

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El último desarrollo es solo una muestra de lo que pueden esperar los científicos de todo el mundo. Ya ofrece el NSCL, la ubicación líder en los EE. UU. Para la investigación con raras Isótopos, enormes oportunidades para los científicos. Pero el FRIB, que está programado para abrir el próximo año, será absolutamente único. Los científicos de todo el mundo podrán producir isótopos que no están disponibles en ningún otro lugar. Instalaciones como FRIB no solo amplían nuestro conocimiento del universo, sino que también nos permiten mejorar los tratamientos contra el cáncer, por ejemplo. Ringle explica que el FRIB permitirá investigaciones previamente inaccesibles y que la instalación proporcionará nuevos descubrimientos durante muchas décadas por venir.

Pero volvamos a nuestro 80Zr. Se fabricó en el NSCL y las capacidades de la instalación permitieron a los científicos medir su masa con una precisión sin precedentes. La masa de este elemento se había medido antes, pero nunca con tanta precisión. Y estas medidas precisas revelaron muchas cosas interesantes. Porque si podemos determinar la masa con tanta precisión, en realidad estamos midiendo una masa que se ha perdido. Debido a que la masa de un núcleo atómico no es igual a la suma de las masas de Protones y Neutrones. Parte de la masa faltante se manifiesta como energía que mantiene unido el núcleo, explica Ringle.

Todos recordamos la famosa ecuación de Einstein E = mc ^ 2. Eso no significa nada más que eso Masa y Electricidad son equivalentes, son equivalentes. Sin embargo, esto solo se puede observar en condiciones extremas como las que se encuentran en el núcleo atómico. Porque si hay más energía de enlace entre los protones y los neutrones en el núcleo, si están más unidos entre sí, entonces falta más masa. Y ese es exactamente el caso del núcleo de circonio-80, porque nuevos experimentos han demostrado que las fuerzas entre neutrones y protones son mayores de lo esperado. Y si es así, los teóricos tenían que encontrar una explicación de por qué sucedió esto.

Entonces examinaron las teorías existentes sobre 80Zr. Dicen, entre otras cosas, que este núcleo podría ser un núcleo mágico doble.
Experimentos anteriores sugirieron que el Núcleo de circonio 80 se parece más a una pelota de rugby que a una pelota. Según los teóricos, esta forma podría contribuir a la doble "magia" del núcleo. Los teóricos han sospechado durante más de 30 años que el núcleo de circón 80 es un doble núcleo mágico deformado. Los experimentadores tardaron algún tiempo en demostrarlo. Y ahora que tienen evidencia para apoyar la teoría, los teóricos pueden dar el siguiente paso, dice Hamaker.

Los científicos esperan con nostalgia el inicio de frib y espero aprender más sobre núcleos inusuales como este zirconio-80 a través de esta instalación.