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Crowns of neutrons: reactions and decays to penetrate the halos of Be-14 and He-8

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Sumergiéndose en la aventura de las partículas

Un grupo de físicos nucleares financiado por la Unión Europea trabaja para diseccionar un tipo fascinante de núcleo atómico. Estos núcleos contienen partículas que se desprenden del núcleo central para crear un halo que contiene dos o tres de los neutrones en exceso.

Cambio climático y medio ambiente

Por lo general, los núcleos estables menores que el núcleo de calcio, que tiene veinte protones, tienen el mismo número de neutrones y protones, ligados por la fuerza nuclear fuerte a corta distancia. El número de protones, que tienen carga positiva, determina la naturaleza química del núcleo: el hidrógeno tiene un protón, el helio tiene dos y así sucesivamente. Los neutrones, que no tienen carga, proporcionan una fuerza especialmente fuerte que supera la repulsión electrostática entre los protones. Sin embargo, existen excepciones a esta regla. En el marco del proyecto «Crowns of neutrons: Reactions and decays to penetrate the halos of Be-14 and He-8» (LIGHTHALOS), los investigadores estudian estas excepciones. En particular, se han centrado en el halo constituido por cuatro neutrones que rodea el berilio-14 (Be-14) y el helio-8 (He-8). Mediante el estudio de sus halos de neutrones, los científicos esperan conocer mejor las fuerzas presentes en el núcleo atómico que mantienen unidos los átomos. Los neutrones del halo están ligados débilmente al núcleo, con solo una décima parte de la fuerza habitual de enlace de un neutrón dentro del núcleo. Además, el desplazamiento de los neutrones del halo del núcleo atómico es incompatible con los conceptos de la física nuclear clásica. Sin embargo, se espera que los experimentos realizados en el marco del proyecto LIGHTHALOS proporcionen datos necesarios para desarrollar una descripción precisa de los sistemas Be-14 y He-8. En el Radioactive beam EXperiment (REX) - Isotope mass Separator On-line facility (ISOLDE) del CERN se aceleró un haz de isótopos de Be-12. Debido al cierre de la instalación REX-ISOLDE hasta 2015 para actualizar el HIE-ISOLDE, se pospuso la desintegración del Be-14 y el He-8 a la espera de determinar una instalación alternativa para los experimentos. Se han enviado propuestas al Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL) en Francia y a las instalaciones del RIKEN, en Japón. Para la desintegración de Be-14 y He-8, LIGHTHALOS ha evaluado el funcionamiento de nuevos métodos experimentales que incluyen iones ligeros procedentes de emisiones beta retardadas como partículas alfa y núcleos de tritio. Los datos recopilados y analizados hasta el momento han dado lugar a varias ponencias en congresos científicos, así como borradores de publicaciones para enviar a revistas sometidas a revisión. Los hallazgos que se espera obtener durante el proyecto deberían aportar información valiosa al misterio de por qué existen los neutrones del halo a distancias tan grandes del centro del núcleo atómico.

Palabras clave

Partícula, núcleos atómicos, neutrones en exceso, neutrones, protones, fuerza nuclear, repulsión electrostática, berilio-14, helio-8, halos de neutrones, núcleo atómico, física nuclear, isótopo

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