Físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) desarrollaron recientemente un método disruptivo que puede explorar la estructura interna de los átomos sin la necesidad de grandes aceleradores de partículas, abriendo un nuevo camino para que los científicos revelen los misterios internos de los átomos. El equipo de investigación combinó átomos de radio radiactivo (radio) con átomos de flúor para formar moléculas de radio monoflúor, lo que permitió a los electrones actuar como "mensajeros" en la estructura atómica, ingresando brevemente al núcleo y trayendo "información" sutil sobre su estructura interna.
Los resultados han sido publicados en la revista Science. Los investigadores del MIT realizaron mediciones de alta precisión de la energía electrónica interna de moléculas de monoflúor de radio unidas químicamente. En este entorno de "colisionador" de micropartículas, los electrones están confinados alrededor de los átomos y ocasionalmente pueden deslizarse hacia el núcleo y regresar a la órbita, lo que permite a los científicos analizar el interior del núcleo con gran comodidad.
El equipo de investigación descubrió que había un cambio muy pequeño pero significativo en la energía de algunos electrones, lo que indica que entraron brevemente en el núcleo del átomo de radio e interactuaron con los protones y neutrones del interior. Este fenómeno proporciona a los científicos un nuevo medio para mapear la "distribución magnética" de los núcleos atómicos. Cada protón y neutrón actúa como un pequeño imán y la forma en que están dispuestos afecta la distribución magnética. El equipo del MIT planea utilizar esta tecnología para mapear en detalle la disposición magnética dentro del núcleo de radio por primera vez, lo que se espera que explique misterios básicos como por qué el universo está dominado por materia y casi no tiene antimateria.
El equipo de investigación también señaló que la forma nuclear de los átomos de radio radiactivos no es la forma esférica común, sino aproximadamente una forma de pera. Se cree que la estructura asimétrica única puede amplificar significativamente el efecto de ruptura de la simetría básica. Detectar esta violación de simetría es un paso importante para comprender por qué la materia domina el universo y la antimateria está a punto de desaparecer. Este método es un "amplificador de simetría" sin precedentes que puede detectar las leyes básicas de la estructura nuclear atómica con alta sensibilidad en condiciones experimentales de escritorio.
Durante el experimento, los investigadores utilizaron un sistema de vacío y un láser para realizar mediciones precisas en las moléculas de monoflúor de radio enfriadas y descubrieron que la energía de los electrones era una millonésima parte menor de lo esperado, lo que demostró directamente que los electrones entraron e interactuaron con el interior del núcleo. Esta tecnología no sólo mejora la precisión de la medición de núcleos atómicos, sino que también sienta las bases para futuros experimentos de precisión en la preparación y manipulación de la direccionalidad de las moléculas.
El equipo del MIT dijo que a medida que las moléculas se enfrían y controlan con precisión la orientación del núcleo en forma de pera, se espera que dibujen un "mapa de distribución de fuerzas" más preciso dentro del núcleo y exploren más a fondo si existen violaciones no reveladas de las simetrías fundamentales de la naturaleza.
El proyecto cuenta con el apoyo del Departamento de Energía de EE. UU. y otras agencias, y el equipo colaborativo también incluye investigadores de instituciones como el Experimento de Espectroscopía de Ionización por Resonancia Colineal en Suiza.
Compilado de /ScitechDaily