Un equipo internacional liderado por dos investigadoras del Instituto de Física Corpuscular profundiza en el conocimiento de la estructura nuclear rica en protones y servirá de referencia para futuros experimentos. Los expertos han obtenido un nuevo tipo de desintegración en estos núcleos.
Una de las cuestiones básicas para la física nuclear es entender la estructura del núcleo atómico, cómo protones y neutrones se mantienen unidos permitiendo la formación del núcleo.
Esto, que se conoce bien en los núcleos estables que dan lugar a los elementos que vemos en la naturaleza, no es tan conocido en los llamados núcleos exóticos, elementos que se crean en el laboratorio y están lejos de la estabilidad, desintegrándose casi inmediatamente.
Ahora, un experimento realizado por las investigadoras Sonja Orrigo y Berta Rubio, del grupo de Espectroscopía Gamma del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV), ha observado una nueva forma de desintegración en núcleos atómicos con abundancia de protones, concretamente en el cinc 56 (56Zn).
Los resultados de este experimento, realizado por una colaboración internacional en el laboratorio Ganil (Francia), se han publicado en la prestigiosa revista científica Physical Review Letters.
El equipo liderado por las investigadoras del IFIC ha observado un modo de desintegración exótico en la desintegración beta del 56Zn. La desintegración beta es uno de los tipos más habituales de desintegración radiactiva, y permite al núcleo transformar un neutrón en un protón o un protón en un neutrón cuando hay demasiada abundancia de alguno de ellos.
Este núcleo 56Zn está muy alejado del llamado ‘valle de estabilidad’, donde se ubican los núcleos que son estables y existen en la naturaleza.
Conocer la estructura del núcleo
En la desintegración beta de núcleos ricos en protones, a menudo el núcleo pierde energía emitiendo protones, porque la interacción fuerte domina sobre la electromagnética (emisión de rayos gamma). El núcleo final puede quedar a su vez en un estado excitado y emitir un rayo gamma. Es decir, el proceso es: beta-protón-gamma. Sin embargo, las investigadoras del IFIC han observado ahora el proceso inverso, midiendo en la desintegración beta del 56Zn la secuencia beta-gamma-protón, donde primero se emite un rayo gamma y después un protón. Este inusual modo de desintegración sólo había sido observado recientemente en el núcleo mucho más ligero argón 32 (32Ar).
Según las investigadoras del IFIC "esta extraña forma de desintegración es muy interesante porque nos ayuda a entender la estructura del núcleo". Pero además, esta medida tiene un gran impacto porque afecta a la forma tradicional de medir estos procesos de desintegración en núcleos exóticos ricos en protones. Según Sonja Orrigo, esta medida será fundamental para futuros experimentos que se realicen con núcleos exóticos aún más pesados, como los que se llevarán a cabo en el laboratorio japonés de física nuclear RIKEN, liderados también por el grupo de investigación del IFIC.
El experimento se llevó a cabo en el laboratorio Ganil (Francia), en el marco de una colaboración internacional que incluye investigadores del Grupo de Espectroscopía Gamma del IFIC, RCNP-Osaka, Instituto de Física Nuclear de Bordeaux Gradignan, Universidad de Surrey y Universidad de Estambul, entre otros.
Referencia bibliográfica:
Observation of the β-Delayed γ-Proton Decay of Zn56 and its Impact on the Gamow-Teller Strength Evaluation, DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.222501
Este científico liderara a partir de 2026 el mayor laboratorio de física de partículas del mundo. Mark Thomson tendrá el reto de impulsar proyectos de enorme envergadura, como la posible construcción de un nuevo acelerador de casi 100 kilómetros de longitud, que transformaría el panorama de la física.
Investigadores del Instituto de Física Corpuscular han logrado medir en el laboratorio la formación de un elemento clave en la evolución de la composición química de los elementos pesados. Un isótopo de este elemento, el Plomo-204, se produce en estrellas gigantes rojas, responsables de la creación de la mitad de los elementos más pesados que el hierro en la naturaleza.
