Durante décadas, los científicos han creído que el plomo-208 es un núcleo atómico "doble mágico" y altamente estable con una forma perfectamente esférica. Sin embargo, un nuevo estudio innovador echa por tierra esta suposición y revela que su núcleo es en realidad alargado, muy parecido a una pelota de rugby.
Mediante el uso de espectrómetros avanzados de rayos gamma y colisiones de partículas a alta velocidad, los investigadores han descubierto un comportamiento cuántico inesperado que contradice la teoría nuclear de larga data. El descubrimiento obliga a los físicos a repensar los fundamentos de la estructura nuclear, lo que podría remodelar nuestra comprensión de los elementos pesados y su formación en el universo.
Un equipo de investigación internacional dirigido por el Grupo de Física Nuclear de la Universidad de Surrey ha revertido conocimientos de larga data sobre el plomo-208 (208Pb). Anteriormente los científicos pensaban que el núcleo era perfectamente esférico, pero los nuevos hallazgos sugieren que está ligeramente alargado. El descubrimiento desafía ideas fundamentales sobre la estructura de los núcleos atómicos y podría remodelar nuestra comprensión de cómo se forman los elementos más pesados del universo.
El plomo-208 es famoso por su súper estabilidad de "doble núcleo mágico" y es el núcleo más pesado jamás descubierto. Sin embargo, un estudio publicado en Physical Review Letters analizó su forma mediante técnicas experimentales de alta precisión. Los investigadores descubrieron que el núcleo de plomo-208 no es una esfera perfecta, sino que está hábilmente estirado hasta darle forma de pelota de rugby (esfera larga).
El Dr. Jack Henderson, investigador principal del estudio de la Facultad de Matemáticas y Física de la Universidad de Surrey, explicó:
"Pudimos realizar este tipo de estudio utilizando el equipo experimental más sensible del mundo, combinando cuatro mediciones independientes, lo que nos permitió realizar esta desafiante observación. Lo que vimos nos sorprendió y demostró de manera concluyente que el plomo-208 no es esférico, como uno podría creer ingenuamente. Estos hallazgos desafían directamente el trabajo de nuestros colegas en teoría nuclear y abren una vía apasionante para futuras investigaciones".
Los científicos utilizaron el espectrómetro de rayos gamma GRETINA de última generación en el Laboratorio Nacional Argonne en Illinois para bombardear átomos de plomo con un haz de partículas de alta velocidad acelerado al 10% de la velocidad de la luz, equivalente a orbitar la Tierra una vez por segundo. La interacción produjo una huella digital única de rayos gamma que registró las propiedades de los estados cuánticos excitados en el núcleo de plomo-208 (en otras palabras, el núcleo estaba excitado) y se utilizó para determinar su forma.
Los físicos teóricos, incluidos los del Grupo de Teoría Nuclear de Surrey, están revisando los modelos utilizados para describir los núcleos atómicos a medida que los experimentos muestran que su estructura es mucho más compleja de lo que se pensaba anteriormente.
El profesor Paul Stevenson, teórico principal del estudio en la Universidad de Surrey, dijo:
"Estos experimentos altamente sensibles arrojan nueva luz sobre algo que pensábamos que sabíamos tan bien y presentan nuevos desafíos para comprender por qué. Una posibilidad es que las vibraciones del núcleo de plomo-208 durante el experimento no fueran tan regulares como se suponía anteriormente. Ahora estamos refinando aún más nuestra teoría para determinar si estas ideas son correctas".
La investigación, que reúne a un equipo de expertos de los principales centros de investigación en física nuclear de Europa y América del Norte, desafía los principios fundamentales de la física nuclear y abre nuevas vías para la investigación en estabilidad nuclear, astrofísica y mecánica cuántica.
Compilado de /ScitechDaily