Publicado 20/05/2020 10:18:24 +02:00CET

Un isótopo del torio para explicar el misterio materia-antimateria

Un isótopo del torio para explicar el misterio materia-antimateria
Un isótopo del torio para explicar el misterio materia-antimateria - University of the West of Scotland

MADRID, 20 May. (EUROPA PRESS) -

Un equipo de físicos dirigido por la Universidad del Oeste de Escocia (UWS) descubrió un elemento que podría ser la clave del antiguo misterio en torno a por qué hay mucho más materia que antimateria en nuestro Universo.

Los académicos de la UWS y la Universidad de Strathclyde han descubierto, en una investigación publicada en la revista Nature Physics, que uno de los isótopos del elemento torio posee el núcleo con más forma de pera que haya sido descubierto. Los núcleos similares al torio-228 ahora pueden ser utilizados para realizar nuevas pruebas para tratar de encontrar la respuesta al misterio que rodea la materia y la antimateria.

La física explica que el Universo está compuesto de partículas fundamentales como los electrones que se encuentran en cada átomo. El Modelo Estándar, la mejor teoría que los físicos tienen para describir las propiedades subatómicas de toda la materia en el Universo, predice que cada partícula fundamental puede tener una antipartícula similar. Colectivamente, las antipartículas, que son casi idénticas a sus contrapartes de materia, excepto que llevan carga opuesta, se conocen como antimateria.

De acuerdo con el Modelo Estándar, la materia y la antimateria deberían haberse creado en cantidades iguales en el momento del Big Bang; sin embargo, nuestro Universo está hecho casi por completo de materia.

En teoría, un momento dipolar eléctrico (EDM) podría permitir que la materia y la antimateria se descompongan a diferentes velocidades, proporcionando una explicación de la asimetría en la materia y la antimateria en nuestro universo, informa la UWS en un comunicado.

Se han propuesto núcleos en forma de pera como sistemas físicos ideales en los que buscar la existencia de un EDM en una partícula fundamental como un electrón. La forma de pera significa que el núcleo genera un EDM al tener los protones y neutrones distribuidos de manera no uniforme en todo el volumen nuclear.

A través de experimentos realizados en laboratorios en el campus de Paisley de la UWS, los investigadores han descubierto que los núcleos en los átomos de torio-228 tienen la forma de pera más pronunciada que se ha descubierto hasta ahora. Como resultado, núcleos como el torio-228 han sido identificados como candidatos ideales para buscar la existencia de un EDM.

Los experimentos comenzaron con una muestra de torio-232, que tiene una vida media de 14.000 millones de años, lo que significa que se descompone muy lentamente. La cadena de desintegración de este núcleo crea estados mecánicos cuánticos excitados del núcleo torio-228. Tales estados decaen dentro de los nanosegundos de ser creados, al emitir rayos gamma.

El doctor David O'Donnell, que dirigió la investigación, y su equipo utilizaron detectores de centelleo de última generación altamente sensibles para detectar estas caries ultra raras y rápidas. Con una configuración cuidadosa de los detectores y la electrónica de procesamiento de señales, el equipo de investigación ha podido medir con precisión la vida útil de los estados cuánticos excitados, con una precisión de dos billonésimas de segundo. Cuanto más corta es la vida útil del estado cuántico, más pronunciada es la forma de pera del núcleo de torio-228, lo que brinda a los investigadores una mejor oportunidad de encontrar un EDM.

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