Internacionales Paparazzis de protones
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| Viernes 07 de Diciembre de 2007 08:09 |
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Paparazzis de protones 7 de diciembre de 2007 Un equipo internacional de físicos experimentales, utilizando un detector ideado por Marek Pfutzner, en la Universidad de Varsovia, lograron obtener imágenes del momento en que un raro isótopo Hierro-45 se desintegra en dos protones, en el acelerador del National Superconducting Cyclotron Laboratory (NSCL), de la Universidad Estatal de Michigan. En un artículo publicado en la revista Physical Review Letters, los científicos describieron el experimento en el que, por primera vez, se logra captar el momento en que el núcleo de este isótopo se descompone y libera dos protones. Para ello, utilizaron una innovadora combinación de equipo de física avanzada y tecnología de imágenes digitales. La radioactividad, descubierta hace más de 100 años y estudiada por físicos con especial dedicación desde entonces, es considerada por muchos como una especie de “asunto cerrado”, ya que se han logrado determinar teorías y comprobar las ideas en una muy acreditada disciplina de física experimental. Sin embargo, desde la década de los años 60 del siglo pasado, los físicos experimentales habían enfrentado con cierto grado de frustración el no haber podido llevar al laboratorio de experimentación la forma de medir y documentar clara e inequívocamente el comportamiento íntimo del núcleo al momento de desintegrarse. El protón (en griego protón significa primero) es una partícula subatómica con una carga eléctrica de una unidad fundamental positiva (+). Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vide media de unos 1035 años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos. El núcleo del isótopo más común del átomo de hidrógeno (también el átomo estable más simple posible) es un único protón. Los núcleos de otros átomos están compuestos de nucleones unidos por la fuerza nuclear fuerte. El número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es. Generalmente se le acredita a Ernest Rutherford el descubrimiento del protón. El detector ideado por Pfutzner incluye una cámara de gas que recibe y frena los isótopos para que viajen a aproximadamente a la mitad de la velocidad de la luz. El sistema digital óptico colocado al fondo del dispositivo, tiene tecnología CCD (charge coupled device) que capta imágenes “fantasmales” de las trayectorias de los protones emitidos por la desintegración del isótopo especialmente disparado en la boca del aparato. El isótopo de hierro-45 es más bien una rareza producida en el NSCL. Es una exótica forma de radioactividad con un núcleo con 26 protones y 19 neutrones. La forma estable de hierro, que es más abundante en la Tierra, tiene 26 protones y 30 neutrones. La teoría es que el isótopo de hierro-45 puede ocasionalmente liberar un par de protones ligados energéticamente, conocido como diprotón. Otra teoría afirma que los protones, cuando son emitidos en rápidas sucesiones o de forma simultánea, pueden desligarse. El estudio desecha la primera teoría del diprotón, y permite afirmar que las correlaciones observadas entre los protones emitidos son mejor descritas por una forma de transformación nuclear conocida como “three-body decay”. Este experimento es un regreso a los primeros días de la física nuclear experimental, en la que la información visual era la materia prima principal. Hoy día, los físicos usan principalmente detectores que trasforman las lecturas en gráficas y modelos computacionales, que proporcionan lecturas numéricas. |