Los núcleos son los núcleos diminutos y densos de los átomos que contienen protones y neutrones. Los protones y neutrones tienen una propiedad llamada espín, que puede considerarse como la rotación de las partículas alrededor de sus propios ejes. En la mayoría de los núcleos, los espines de los protones y neutrones se cancelan entre sí, lo que da como resultado un espín nuclear total de cero.
Sin embargo, en ciertos núcleos, los espines de los protones y neutrones no se cancelan por completo, lo que da como resultado un espín nuclear distinto de cero. Este fenómeno se conoce como resonancia magnética nuclear (RMN) y es la base de una variedad de tecnologías importantes, como la resonancia magnética (IRM) y la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (espectroscopia de RMN).
Durante décadas, los científicos han estado desconcertados por una anomalía en los espectros de RMN de ciertos núcleos. Esta anomalía, conocida como "apagado del momento dipolar magnético", ocurre cuando el espín nuclear se reduce por la presencia de un campo magnético externo.
El equipo de científicos dirigido por Argonne ha resuelto esta anomalía demostrando que es causada por la interacción entre el espín nuclear y los electrones del átomo. Esta interacción, que se conoce como interacción hiperfina, puede hacer que el espín nuclear se alinee con o en contra del campo magnético externo, lo que resulta en una reducción del momento magnético nuclear.
Este hallazgo podría tener implicaciones para la física fundamental, ya que proporciona nuevos conocimientos sobre las interacciones entre núcleos y electrones. También podría tener aplicaciones prácticas, como el desarrollo de nuevos materiales para computadoras cuánticas y otras tecnologías.
"Este es un avance significativo que lleva décadas desarrollándose", dijo el físico de Argonne y coautor del estudio, Samrat Sharma. "Estamos entusiasmados de comprender finalmente el origen de esta anomalía y explorar sus posibles implicaciones para la ciencia y la tecnología".
El estudio fue financiado por la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. y la Fundación Nacional de Ciencias.
