El impresionante proceso cósmico de formación de elementos pesados como el oro se sitúa entre el colapso de una estrella y la inestabilidad de un átomo, como el indio-134, a través de mecanismos extraordinarios de nucleosíntesis estelar. Este fenómeno, aunque pueda parecer distante de nuestras vidas cotidianas, tiene un profundo impacto en la existencia de materiales preciosos que utilizamos en la Tierra, como el uranio y el platino. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Tennessee, en colaboración con el CERN, realizó un hallazgo sin precedentes: lograron medir la energía de la emisión doble de neutrones en el indio-134, un isótopo raro. Este descubrimiento no solo valida la formación del oro en el universo, sino que también plantea preguntas sobre la precisión de los modelos astrofísicos actuales que describen el comportamiento de estrellas masivas y supernovas.
El indio-134, un núcleo atómico efímero y difícil de producir, ha demostrado ser clave en el estudio de la nucleosíntesis de elementos pesados mediante el Proceso R. En este contexto, el equipo del CERN constató que al desintegrarse a través de beta, el indio-134 imita un comportamiento extraordinario al emitir dos neutrones retardados, un fenómeno que se pensaba que era casi imposible de observar con la precisión requerida. Este hallazgo, realizado con tecnología de punta, permite ajustar y validar modelos teóricos sobre cómo los núcleos atómicos se comportan en las condiciones extremas que se producen durante una explosión estelar. Dicha validación podría llevar a repensar las teorías actuales sobre la formación de elementos pesados, lo que considera un gran avance en el campo de la física nuclear.
Un aspecto fascinante que emergió de este estudio fue la caracterización del núcleo de estaño-133, que se produce durante la desintegración del indio-134. Contrario a la intuición de que los núcleos pierden toda memoria de su configuración pasada, los investigadores encontraron que el estaño-133 preserva una especie de «memoria» de su estado anterior. Este descubrimiento desafía la comprensión convencional, que consideraba el proceso de emisión de neutrones como meramente aleatorio, sugiriendo que los núcleos podrían, de hecho, estar influenciados por los estados anteriores de su existencia. Esta revelación podría ser crucial para la futura comprensión de la dinámica térmica y estructural de los núcleos atómicos, proporcionando un valioso insight en el ámbito de la física nuclear.
El experimento, que ha captado la atención de la comunidad científica, se centró no solo en las emisiones de los neutrones, sino que también identificó un estado excitado del estaño-133 que había sido elusivo durante años. La determinación del estado i13/2+, por ejemplo, revela cómo los neutrones emitidos se distribuyen energéticamente, desafiando los modelos estadísticos previos que asumían una mayor probabilidad de ocupación de este estado. La discrepancia observada entre los datos experimentales y las predicciones teóricas subraya la necesidad de una revisión de nuestras asunciones sobre la naturaleza de los núcleos inestables, sugiriendo que podría ser necesario un reajuste significativo en cómo los astrofísicos entienden las interacciones nucleares bajo condiciones extremas.
Este significativo avance en la investigación atómica fue apoyado por un enfoque colaborativo que entrelazó talento, tecnología de vanguardia y un ambiente multidisciplinario internacional, con contribuciones de instituciones de varios continentes. La formación de estudiantes como Peter Dyszel, quien trabajó en múltiples aspectos del experimento, muestra cómo la educación en física experimental combina conocimientos teóricos con habilidades prácticas para afrontar desafíos complejos. Con este descubrimiento, se abre un nuevo capítulo en la física nuclear, donde la búsqueda de respuestas se mantiene activa, invitando a futuras investigaciones para desentrañar aún más los misterios del universo y la proveniencia de los elementos que nos rodean.
