Utilizando un potente acelerador de partículas, los investigadores han descubierto por primera vez una variante esquiva del oxígeno. Utilizaron las instalaciones de Riken RI Beam Factory en Japón/Riken RI Beam Factory
Un equipo internacional liderado por científicos de Japón combinó el uso de un poderoso conjunto de instrumentos con algunos conocimiento experimental, y lograron detectar primera vez una nueva forma de oxígeno.
:quality(85)/cloudfront-us-east-1.images.arcpublishing.com/infobae/26I6NRCIWFAVJCL2MKFLC7KFSY.jpg)
Quizás te interese: El telescopio espacial James Webb encontró carbono debajo de la superficie helada de la luna de Júpiter
Se trata de oxígeno-28, un isótopo de oxígeno con 12 neutrones adicionales en su núcleo. Los científicos habían predicho durante mucho tiempo que este isótopo era inusualmente estable.
Pero el primeras observaciones del núcleo de 28 sugieren que no es así: se desintegra rápidamente después de su creación, como informa la revista Nature. Si los resultados pueden reproducirse, Es posible que los físicos tengan que actualizar sus teorías sobre la estructura de los núcleos atómicos.
Le puede interesar: Cirujanos realizaron segundo trasplante de corazón porcino para intentar salvar a un moribundo
El descubrimiento “fue una gran sorpresa”, dijo el físico a Science News. Rituparna Kanungo, de la Universidad de Saint Mary en Halifax, Canadá, que no participó en el estudio. “Tenemos varias teorías de vanguardia que intentaron predecir y explicar cómo debería ser el oxígeno-28, ninguna de ellas es capaz de explicar (las observaciones)”, dijo.
Se esperaba que el oxígeno-28 se mantuviera estable. Sin embargo, una investigación publicada en Nature demostró que es más efímero que duradero / Chemistry World
Someter un sistema físico a condiciones extremas es uno de los medios más utilizados para obtener una mejor comprensión y conocimiento más profundo de su organización y estructura. En el caso del núcleo atómico, uno de esos enfoques consiste en investigar isótopos que tienen proporciones de neutrones a protones (N/Z) muy diferentes de las de los núcleos estables.
Le puede interesar: Muestras del asteroide Bennu llegaron a Houston para ser analizadas
Bajo este procedimiento el grupo de científicos, que incluye profesionales de Hungría, Francia, Alemania y Suecia, entre otros, se encontraron con una sorpresa inesperada, como se informa en el estudio. Detectaron el isótopo de oxígeno que desafía todas las expectativas sobre cómo debe comportarse; ya que el oxígeno-28 tiene la mayor cantidad de neutrones jamás vista en el núcleo.
Los expertos pensaban que debería ser estable, pero se desintegra rápidamente. Esto desafía la comprensión de los científicos sobre el “número mágico” de partículas en el núcleo atómico. Dentro de este núcleo encontramos los nucleones, que son partículas subatómicas formadas por protones y neutrones. Si bien la cantidad de protones define el número atómico de un elemento, la cantidad de neutrones puede variar.
La mayoría de El oxígeno de la Tierra.incluyendo el aire que respiramos, es una “manera doblemente mágica” de oxígeno: oxígeno-16 (es estable). Por eso se esperaba que el El oxígeno-28 fue el siguiente isótopo doblemente mágico. Sin embargo, los intentos anteriores de encontrarlo fracasaron.
En el estudio también participaron investigadores de Hungría, Francia, Alemania y Suecia, entre otros países.
Los elementos con distinto número de neutrones se conocen como isótopos. El oxígeno tiene 8 protones, pero puede tener diferente número de neutrones. Anteriormente, el mayor número de neutrones observados era 18, en el isótopo del oxígeno-26 (8 protones más 18 neutrones equivalen a 26 nucleones).
En una nueva observación, un equipo dirigido por un físico nuclear Yosuke Kondo del Instituto Tecnológico de Tokio, en Japón, ha encontrado dos isótopos de oxígeno que nunca antes había visto: oxígeno-27 y oxígeno-28, con 19 y 20 neutrones respectivamente.
El trabajo se realizó en el Fábrica de haces de isótopos radiactivos RIKEN, una instalación de acelerador de ciclotrón diseñada para producir isótopos inestables. El equipo utilizó primero un haz de isótopos de calcio-48 y lo dirigió hacia un objetivo de berilio. Esto produjo átomos más ligeros, incluido el flúor-29, que tiene 9 protones y 20 neutrones. Luego hicieron colisionar flúor-29 con hidrógeno líquido para eliminar un protón, intentando formar oxígeno-28.
Lo lograron, pero con un giro inesperado. Los isótopos oxígeno-27 y oxígeno-28 resultaron inestables. Al poco tiempo, se transformaron en oxígeno-24, liberando 3 o 4 neutrones en el proceso. Este comportamiento del oxígeno-28 es lo que lo hace tan intrigante.
El aire que respiramos contiene el isótopo oxígeno-16, que tiene ocho protones y ocho neutrones. Esto lo hace extraordinariamente estable. También se esperaba que el oxígeno-28, doblemente mágico con sus 20 neutrones y ocho protones, se mantuviera estable. Pero no fue así (Crédito: Andy Sproles/ORNL)
Tanto 8 como 20 son números mágicos para protones y neutrones respectivamente, una propiedad que sugiere que el oxígeno-28 debería ser estable. El número total de cada uno depende de cómo cada nucleón agregado afecta la estabilidad de las partes de protones y neutrones llamadas capas.
Un número mágico en física nuclear es el número de nucleones que llenarán completamente una capa, y cada uno nuevo se distingue del anterior por una amplia brecha de energía. Un núcleo atómico con capas de protones y neutrones que contienen números mágicos de cada uno se conoce como doblemente mágico y se espera que sea especialmente estable. La mayor parte del oxígeno de la Tierra, incluido el aire que respiramos, es una forma de oxígeno doblemente mágica: el oxígeno-16.
Por mucho tiempo Se esperaba que el oxígeno-28 fuera el siguiente isótopo doble mágico después del oxígeno-16, pero los intentos anteriores de encontrarlo fracasaron. Curiosamente, en 2009 surgió evidencia de que el oxígeno-24 podría ser doblemente mágico, lo que sugiere que el 16 podría serlo. El trabajo de Kondo y sus colegas podría explicar por qué.
Sus hallazgos sugieren que la capa de neutrones no se había llenado. Esto pone en duda si 20 es o no un número mágico para los neutrones. Parece coherente con un fenómeno conocido como isla de inversión para los isótopos de neón, sodio y magnesio, donde las capas de 20 neutrones no logran cerrarse. Esto también se aplica al flúor-29 y ahora, aparentemente, al oxígeno-28.
Una mayor comprensión de la extraña capa de neutrones abierta tendrá que esperar hasta que los investigadores puedan explorar el núcleo en un estado excitado de mayor energía. Otros métodos de formación de oxígeno-28 también podrían resultar reveladores, aunque son mucho más complicados de realizar. Por ahora, los fascinantes y difíciles resultados del equipo revelan que Los núcleos mágicos dobles podrían ser mucho más complicados de lo que pensábamos.
Temas relacionados
OxígenoFísicaJapónCienciaFísica nuclear
Categories: Últimas Noticias
Source: pagasa.edu.vn