Científics de l’Institut de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) lideren un estudi internacional que analitza mitjançant una nova tècnica les reaccions de desintegració que es produeixen en nuclis atòmics exòtics, l’estructura dels quals fa que siguen inestables. Aquestes mesures, realitzades amb un detector construït a l’IFIC i publicades el passat dia 6 en la revista ‘Physical Review Letters’, aporten valuosa informació per a conèixer els processos de formació d’elements químics produïts en supernoves.
Els resultats mostren que la velocitat de la reacció de captura de neutrons en aquests processos és superior a l’esperada.
La mesura utilitza un detector desenvolupat pel grup d’Espectroscòpia Gamma de l’IFIC per a mesurar la desintegració beta en nuclis exòtics, la composició dels quals amb gran nombre de neutrons fa que siguen molt inestables i es desintegren ràpidament. Aquests nuclis es “fabriquen” en el laboratori de física nuclear de la Universitat de Jyvaskyla (Finlàndia), on els investigadors valencians han instal·lat el seu detector anomenat ‘Rocinante’.
“La reacció d’interés, en el nostre cas la captura d’un neutró, no es pot mesurar directament en el laboratori en aquest tipus de nuclis exòtics”, explica José Luis Taín, investigador de l’IFIC participant en l’estudi. No obstant açò, en el procés de desintegració radioactiva beta s’aconsegueixen els mateixos estats nuclears que en la reacció, la qual cosa permet una mesura indirecta del procés.
“El nostre detector és capaç de registrar el que passa en el procés amb una eficiència propera al cent per cent”, assegura Alejandro Algora, un altre dels científics de l’IFIC en l’estudi. L’instrument actua com a un calorímetre, absorbint tota l’energia que es produeix en la reacció radioactiva i eliminant altres senyals que actuen com a soroll de fons.
Els investigadors reconstrueixen posteriorment l’emissió de rajos gamma en aquests estats exòtics, una mesura difícil perquè és molt xicoteta. Així, han descobert que la intensitat d’aquesta emissió és superior a l’esperada, del que dedueixen que la velocitat de la reacció de captura de neutrons és també major.
Açò té repercussions a nivell estel·lar. En situacions com les supernoves, els àtoms que formen l’estel en l’explosió després del col·lapse són també exòtics, inestables. Comprendre com funcionen aquests processos en el laboratori ofereix informació del que pot succeir en els estels. I tindre més reaccions de l’esperat “afecta al procés de captura ràpida de neutrons, l’anomenat ‘procés r’”, revela Taín.
Aquest procés es produeix a l’interior de supernoves, i està associat a la producció d’elements químics. “Aproximadament la meitat dels elements més pesats que el ferro, com l’or o l’urani, es forma en aquest procés”, descriu l’investigador de l’IFIC. Així, aquest mètode aporta valuosa informació per a analitzar com es formen els elements químics pesats i, per exemple, entendre l’abundància d’uns sobre uns altres, “o per a conèixer millor les desintegracions beta de productes de fissió en un reactor nuclear”, apunta Algora.
Aquesta nova tècnica es continuarà aplicant en el laboratori de física nuclear de Jyvaskyla, i es pretén implementar també en el centre de recerca japonés RIKEN. L’objectiu és ampliar l’espectre de nuclis exòtics analitzat i acostar-se progressivament al que succeeix a l’interior dels estels. Els resultats publicats en ‘Physical Review Letters’ formen part de la tesi doctoral d’Ebhelixes València, dirigida per Alejandro Algora i José Luis Taín.
Més informació:
Data d'actualització: 11 de d’agost de 2015 07:00.
Llista de notícies
