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    Nuevos conocimientos sobre la condensación de piones y la formación de estrellas de neutrones

    Crédito:CC0 Public Domain

    En 1973, El físico ruso A.B. Migdal predijo el fenómeno de la condensación de piones por encima de un nivel crítico, densidad nuclear extremadamente alta, varias veces superior a la de la materia normal. Aunque nunca se ha observado esta condensación, Se espera que desempeñe un papel clave en el rápido proceso de enfriamiento del núcleo de las estrellas de neutrones. Estos pesados ​​objetos estelares del tamaño de una ciudad son tan densos que en la Tierra, una cucharadita pesaría mil millones de toneladas.

    Recientemente, investigadores del Centro RIKEN Nishina para la ciencia basada en aceleradores y la Universidad de Kyushu, realizando un experimento en la fábrica de haces RIKEN RI con un isótopo de estaño muy rico en neutrones, investigó si este proceso realmente podría ocurrir en estrellas de neutrones que tienen una masa de aproximadamente 1,4 veces la de nuestro sol. Previamente se realizaron investigaciones similares sobre isótopos estables, como 90Zr o 208Pb, pero esta vez los investigadores decidieron estudiar el caso de 132Sn, un isótopo de estaño. Este núcleo inestable doblemente mágico tiene una estructura bastante simple que hace que los cálculos teóricos se comparen fácilmente con otros isótopos con masa similar. Es más, 132Sn con su gran exceso de neutrones (que consta de 50 protones y 82 neutrones) proporciona mejores condiciones que los isótopos estables para extender este estudio hacia la materia neutrónica pura en las estrellas de neutrones.

    Se produjo un haz cóctel secundario que contenía 132Sn mediante la fragmentación del proyectil de un haz primario de uranio que colisionó con un objetivo de berilio grueso. Luego, se irradió una diana de hidrógeno líquido con 132Sn. Dando como resultado la excitación colectiva de los neutrones y protones de los núcleos de estaño, con el giro del neutrón y el giro del protón oscilando fuera de fase. Este modo de excitación, llamado "resonancia gigante, "es adecuado para estudiar las interacciones de corto alcance que, si bien es crucial en el inicio de la condensación de piones, son complejas y extremadamente difíciles de medir.

    Según Masaki Sasano del Centro RIKEN Nishina, quien es uno de los primeros autores de este estudio, su resultado, que fue publicado en el Cartas de revisión física diario, muestra que la condensación de piones debería ocurrir aproximadamente al doble de la densidad nuclear normal, que se puede realizar en una estrella de neutrones con una masa de 1,4 veces la del sol. Sasano dijo que para comprender completamente la posibilidad de la condensación de piones, planean extender estos estudios únicos de resonancias gigantes a otros núcleos ricos en neutrones que están mucho más allá de la línea de estabilidad, tener una gran asimetría neutrón-protón.

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