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por Eduardo Martínez de la Fe
14 Diciembre
2021
del Sitio Web
Tendencias21
Creación artística de
una estrella de neutrones
con un campo magnético
extremadamente poderoso.
Crédito: ESO / L. Calçada
Una partícula que no debería existir ha sido detectada en
laboratorio:
llamada
tetraneutrón, es como una
estrella de neutrones en miniatura.
Los físicos la llevaban
buscando desde hace medio siglo.
Investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM)
aseguran haber detectado en laboratorio una partícula considerada
imposible, llamada tetraneutrón, que los físicos llevan buscando
desde hace medio siglo y que sería como una
estrella de neutrones en miniatura.
Junto con los protones cargados positivamente, los neutrones forman
los bloques de construcción básicos de toda la materia:
el núcleo atómico, la
parte central de cada átomo, está formado por ellos.
Todos los núcleos
atómicos, excepto el del hidrógeno, están compuestos de protones y
neutrones, que se mantienen unidos entre sí por la poderosa
fuerza nuclear.
Aunque están convencidos de que no hay sistemas en el universo
hechos solo de protones, los físicos nucleares han sospechado
durante mucho tiempo que, sin embargo,
puede haber
partículas formadas solo por neutrones...
Interacción nuclear
fuerte
La cuestión es que, si el tetraneutrón existiera, habría que
repensar partes de la teoría de la interacción nuclear fuerte,
explican los investigadores en
un comunicado.
La interacción nuclear fuerte es una de las cuatro fuerzas
fundamentales que el Modelo Estándar de la física de
partículas establece para explicar las fuerzas presentes en la
dinámica de las partículas elementales.
Esta interacción fuerte es la responsable de mantener unidos a
protones y neutrones que coexisten en el núcleo atómico.
Y según la física actual,
el tetraneutrón no podría existir porque la fuerza que mantiene
unidas a las partículas no podría sostener la unión de neutrones por
sí solos.
El problema que tienen los físicos es que el tetraneutrón no uniría
a dos, sino a cuatro neutrones, algo inconcebible.
Y que, de hecho, ya hay
indicios de su existencia derivados de experimentos anteriores.
Antecedentes
prometedores
Hace 20 años, un grupo de investigación francés obtuvo evidencia de
una partícula formada por cuatro neutrones cuando bombardeó
carbono con núcleos de berilio-14, pero no pudo probar que estos
neutrones están conectados entre sí.
Trabajos posteriores de otros grupos mostraron que la metodología
utilizada por el equipo francés no podía probar la existencia de un
tetraneutrón.
En 2016, un grupo en Japón intentó producir tetraneutrones a partir
de helio-4, bombardeándolo con un haz de partículas radiactivas de
helio-8.
Esta reacción debería
producir berilio-8...
Una pequeña pausa que
duró solo diez billonésimas de segundo en los datos de medición
indicó que podrían haberse liberado cuatro neutrones unidos, en
lugar de neutrones individuales.
Tomados en conjunto, estos experimentos corroboraron la suposición
de que,
el tetraneutrón
realmente existe...
Sin embargo, los
investigadores concluyeron que el tetraneutrón no estaba unido lo
suficiente y que se descomponía rápidamente en cuatro neutrones.
Más
lejos
La nueva investigación ha llegado más lejos:
en sus experimentos,
Thomas Faestermann y su equipo dispararon un rayo de
núcleos atómicos de litio altamente acelerados a un objetivo
hecho de óxido de litio y carbono.
Lo más destacado:
en ambos casos, los
núcleos atómicos de litio fueron el isótopo litio-7, que consta
de tres protones y cuatro neutrones.
"El litio-7 es el
núcleo atómico estable más cercano al tetraneutrón",
explican los investigadores.
Para producir una
partícula formada por cuatro neutrones, solo deben extraerse tres
protones del litio-7.
Si existiera el tetraneutrón, tendrían que producirse tanto isótopos
de carbono-10 como tetraneutrones cuando se bombardeara el objetivo.
Resultados
satisfactorios
Los resultados de la medición del equipo coincidieron con la firma
que se esperaría del carbono-10 en su primer estado excitado y de un
tetraneutrón unido por 0,42 megaelectronvoltios (MeV).
Según las mediciones, el tetraneutrón sería aproximadamente tan
estable como el propio neutrón.
Luego se desintegraría
con una vida media de 450 segundos.
"Para nosotros, esta
es la única explicación físicamente plausible de los valores
medidos en todos los aspectos", explica Faestermann.
Con estas mediciones, el
equipo logra una certeza de más del 99,7 por ciento, o 3 sigma.
Pero en física, la
existencia de una partícula solo se considera probada de manera
concluyente una vez que se alcanza una certeza de
5 sigma.
Por lo tanto, los investigadores esperan una confirmación
independiente, lo que permitiría comprender mejor las propiedades de
las estrellas de neutrones, todavía rodeadas de misterio.
Referencia
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