Nueva transición inesperada en la estructura de los núcleos atómicos

Los libros de texto de física deberían actualizarse ahora que un equipo de investigación internacional ha encontrado evidencia de una transición inesperada en la estructura de los núcleos atómicos.

El descubrimiento fue publicado en la revista Physical Review Letters. El autor principal Bo Cederwall, profesor de física nuclear en el Real Instituto de Tecnología KTH, dice que las mediciones de por vida de nucleidos deficientes en neutrones en una gama de cadenas de isótopos de metales pesados de vida corta revelaron un comportamiento nunca antes observado en los estados de energía más bajos.

Cederwall dice que los patrones indican una transición de fase, es decir, un cambio rápido en la materia de un estado a otro, que es inesperada para este grupo de isótopos e inexplicada por la teoría.

"Los descubrimientos de fenómenos que van en contra de la teoría estándar son siempre muy emocionantes y poco comunes", dice Cederwall. El equipo de investigación de KTH incluyó a los estudiantes de doctorado Özge Aktas y Aysegul Ertoprak, al profesor adjunto Chong Qi, al profesor emérito Robert Liotta, a los postoques de Hongna Liu y Maria Doncel, y a los investigadores visitantes Sanya Matta y Pranav Subramaniam.

"Continuar con el desarrollo de la teoría y con experimentos complementarios podría llevar a la necesidad de revisar lo que se dice sobre los núcleos atómicos en los libros de texto", dice Cederwall.

La investigación se centró en los estados excitados en núcleos situados muy cerca del estado fundamental en energía que son extremadamente efímeros, en el orden de millonésimas de una millonésima de segundo.

"No solo los estados que estamos estudiando tienen una vida muy corta, los núcleos que hemos investigado son tan inestables, difíciles de producir e identificar que se ha medido muy poca información sobre su estructura antes", dice.

Durante un año, el grupo de investigación analizó varios terabytes de datos. La radiación gamma se ha estudiado a partir de reacciones nucleares en la instalación de aceleración de partículas de la Universidad de Jyväskylä, Finlandia. El equipo de medición, que utiliza cristales de germanio de alta pureza en su núcleo, puede identificar las especies nucleares más raras de un amplio fondo de núclidos más estables producidos en las reacciones.

Además de comprender en profundidad cómo se construyen los componentes más pequeños del universo, los métodos y sistemas de detección que el equipo de investigación ha desarrollado se pueden aplicar en medicina y tecnología. El diagnóstico y la radioterapia del cáncer, las tecnologías para detectar sustancias radiactivas en el medio ambiente y el control de la seguridad nuclear contra la proliferación nuclear son algunos ejemplos. El grupo de física nuclear en KTH también trabaja con tales aplicaciones de su investigación básica.

"Es la extrema sensibilidad de la técnica de medición lo que es crucial para nuestros resultados. Nuestra tecnología cada vez más refinada servirá tanto para nuevas aplicaciones como para experimentos de próxima generación", dice Cederwall.