Este es probablemente el primer momento en que estos isótopos han existido en la superficie de la Tierra.
Una ilustración muestra la colisión de dos estrellas de neutrones, un evento que sintetiza los elementos más pesados del universo. Crédito: NASA/Swift/Dana Berry.
Nuestro sol es una fábrica atómica cósmica. Es lo suficientemente potente como para tomar los núcleos de dos átomos de hidrógeno y fusionarlos en un núcleo de helio, constituyendo así las entradas más ligeras en la tabla periódica de los elementos.
Para llegar a los elementos con mayor peso en la tabla, empero, se requieren ambientes aún más intensos que los que se encuentran en el Sol. Por ejemplo, los científicos postulan que elementos como el oro —aproximadamente 200 veces más masivo que el hidrógeno— se crean cuando dos estrellas de neutrones se fusionan.
Las estrellas de neutrones son los núcleos restantes de estrellas explotadas que eran originalmente mucho más grandes que nuestro sol, pero no lo suficientemente grandes como para convertirse en agujeros negros en sus actos finales. Aunque no son agujeros negros, las estrellas de neutrones aún comprimen una inmensa cantidad de masa en un tamaño muy modesto.
«Tienen el tamaño de una ciudad con la masa de nuestro sol», dijo Bradley Sherrill, uno de los coautores del estudio publicado en Physical Review Letters. «Aunque no hay una certeza, generalmente se piensa que todo el oro en la Tierra se formó en colisiones de estrellas de neutrones».
Al crear isótopos presentes en el lugar de una colisión de estrellas de neutrones, los científicos podrían explorar y comprender mejor los procesos involucrados en la creación de estos elementos pesados.
Al crear los nuevos isótopos, los científicos están un paso más cerca de poder investigar de manera más directa los procesos naturales que generan nuevos elementos en las estrellas. Estos nuevos isótopos también pueden contribuir a mejorar y afinar nuestra comprensión de la física nuclear fundamental. Crédito: FRIB/MSU.
Los cinco nuevos isótopos —thulium-182, thulium-183, itterbium-186, itterbium-187 y lutecio-190— no forman parte de ese entorno, pero son lo más cercano que los científicos han llegado a alcanzar ese territorio especial. Para crearlos, un equipo de la Instalación para Haces de Isótopos Raros (FRIB por sus siglas en inglés), en la Universidad Estatal de Míchigan, envió un haz de iones de platino hacia un blanco de carbono. La corriente del haz dividida por el estado de carga fue de 50 nanoamperios.
Desde que se realizaron estos experimentos, FRIB ya ha aumentado la potencia de su haz a 350 nanoamperios y tiene planes de llegar hasta 15.000 nanoamperios.
Mientras tanto, los nuevos isótopos son emocionantes en sí mismos, presentando a la comunidad de investigación nuclear nuevas oportunidades para adentrarse en lo desconocido.
«No es una gran sorpresa que existan estos isótopos, pero ahora que los tenemos, tenemos colegas que estarán muy interesados en lo que podemos medir a continuación», comentó la profesora Alexandra Gade, directora científica de la instalación. «Ya estoy pensando en lo que podemos hacer a continuación en términos de medir sus semividas, sus masas y otras propiedades».
Investigar estas cantidades en isótopos que nunca antes estuvieron disponibles ayudará a informar y refinar nuestra comprensión de la ciencia nuclear fundamental.
Fuente: MSU. Edición: MP.