Redacción. Investigadores del departamento de Física Atómica Molecular y Nuclear (FAMN) de la Universidad de Sevilla (US) han logrado por primera vez establecer una descripción común tanto para reacciones de núcleos estables como radiactivos (exóticos).
El hallazgo, que aúna las teorías en esta área del último siglo, permitirá avanzar en un mejor entendimiento del origen de toda la materia conocida en el universo.
El núcleo atómico concentra más del 99,99 por ciento de la masa de un átomo y, por tanto, da forma a dicha materia. El número de protones (Z) de un núcleo, determina el elemento químico. Cada elemento tiene uno o varios isótopos (con mismo Z y diferente número de neutrones (N). Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones que forman núcleos estables.
3.000 núcleos
En la actualidad, se conocen del orden de 3.000 núcleos, de los cuales alrededor de 300 son estables. Los isótopos que no son estables se conocen como radioisótopos (o radiactivos). Para un determinado número de protones, demasiados o escasos neutrones producen inestabilidad nuclear y la consecuente desintegración radiactiva, mientras que los llamados núcleos exóticos se caracterizan por una «gran desproporción entre el número de protones y neutrones, hecho que les confiere un carácter radiactivo, con vidas medias que pueden llegar a varios órdenes de magnitud por debajo del segundo».
A diferencia de los núcleos estables, los radiactivos se desintegran emitiendo energía nuclear en forma de partículas o radiación electromagnética. La radiactividad se basa en el principio de Einstein, según el cual las reacciones nucleares determinan la transformación de masa en energía nuclear, que, a su vez, consiste en la mayor manifestación de fuerza conocida en el universo.
«Desde el Big Bang, con la síntesis de los núcleos más ligeros, hasta la formación, evolución y muerte de las estrellas, con la síntesis de los núcleos más pesados en las supernovas, todo está condicionado por las reacciones nucleares», añade la nota de prensa.
Funciones importantes en la formación de elemento
En este escenario, los núcleos exóticos desempeñan funciones importantes en la formación de elementos más pesados que el hierro. Así, las reacciones nucleares son cruciales para entender la tasa de producción y abundancia de los elementos en el cosmos y la evolución de los cuerpos estelares. Desde 1919, cuando Rutherford midió la primera reacción nuclear, y 1954, cuando Feshbach y sus colaboradores propusieron el modelo óptico como una alternativa para describirlas, físicos de todo el mundo buscan una descripción matemática única para las reacciones nucleares.
La dinámica de cualquier reacción nuclear depende de la estructura de los núcleos, que varía drásticamente entre estables y exóticos, y de la energía de la colisión. Por ello, describir reacciones nucleares, con el mismo enfoque teórico, representa uno de los mayores desafíos de la Física Nuclear.
