Núcleos atómicos en forma de pera


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La mayoría de los núcleos atómicos que existen, naturalmente, no son esféricos, sino que tienen la forma de una pelota de rugby. Mientras que algunas teorías artísticas son capaces de predecir su comportamiento, las mismas teorías han predicho que para algunas combinaciones particulares de protones y neutrones, los núcleos también puede asumir una forma asimétrica como una pera, con más masa en un extremo del núcleo que en el otro. Ahora, un equipo internacional que estudia isótopos de radio en las instalaciones de ISOLDE del CERN ha encontrado que algunos núcleos atómicos efectivamente puede asumir esta forma inusual.

La mayoría de los isótopos nucleares previstos que pueden contar con formas de pera  han estado fuera del alcance de técnicas experimentales. En los últimos años, sin embargo, la instalación ISOLDE ha demostrado que, núcleos radiactivos pesados, producidos en colisiones de protones de alta energía con un objetivo de uranio-carburo, se puede extraer selectivamente antes de ser acelerados a 8% de la velocidad de la luz. El haz de núcleos se dirige sobre una lámina de níquel isotópicamente puro, de cadmio o estaño, donde el movimiento relativo del núcleo pesado acelerado y el núcleo blanco crea un impulso electromagnético que excita los núcleos.

Mediante el estudio de los detalles de este proceso de excitación es posible inferir la forma nuclear. Este método ha sido utilizado con éxito para estudiar la forma de los núcleos de corta duración de isótopos 220 Rn y 224 Ra. Los datos muestran que mientras que 224 Ra tiene forma de pera, 220 Rn no asume esta forma fija, sino más bien vibra sobre esta figura.

Los resultados de los equipos en ISOLDE están en contradicción con algunas teorías nucleares y ayudarán a otras a ser refinadas. La observación experimental de formas de pera también es importante ya que puede ayudar en la búsqueda experimental de momentos dipolares eléctricos atómicos (EDM). El modelo estándar de física de partículas predice que el valor de atómico de los EDMs es tan pequeño que se encuentra muy por debajo del límite de observación actual. Sin embargo, muchas teorías que tratan de perfeccionar el modelo, predicen valores de EDM que deben ser medibles. Prueba para estas teorías requieren mejores mediciones, el más sensible es utilizar átomos cuyos núcleos exóticos sean en forma de pera.

Las nuevas medidas ayudarán a dirigir las búsquedas de EDM que se están llevando a cabo en América del Norte y en Europa, donde se están desarrollando nuevas técnicas para aprovechar las propiedades especiales del radón e isótopos de radio. La expectativa es que los datos de los experimentos nucleares de física en ISOLDE se pueden combinar con los resultados de los experimentos atómicos de tipo trampa que miden los EDM para hacer pruebas más exigentes del Modelo Estándar.

Enlace original: Are some atomic nuclei pear shaped?

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