Alianza internacional para hallar rotor cuántico perfecto

Aunque es una investigación básica que desarrolla técnicas experimentales, muy seguramente en un futuro podrán ser aplicadas en la industria. 

Diego Alejandro Torres, profesor del Departamento de Física de la U.N. explica que alrededor de esta investigación se forma capital humano que apoya procesos industriales en el área como el análisis de datos, uso de detectores de radiación tanto en la industria como en la medicina, desarrollo de software, implementación de nuevas técnicas para análisis de datos a gran escala.  

También para la optimización en el uso de detectores de radiación gamma, que emana del núcleo atómico y puede ser utilizado en procedimientos quirúrgicos, esterilización de materiales y en la descontaminación  de materias primas empleadas en la industria de alimentos. 

Para entender de qué se trata el experimento hay que puntualizar en que el núcleo atómico de cualquier elemento está compuesto por neutrones y protones que forman estructuras estables. El porqué sucede esto es una de las grandes preguntas que se tiene en la actualidad. 

"Los núcleos atómicos son los que permiten tener la vida, porque el número de protones que hay en un núcleo es la misma cantidad de electrones, que son los que establecen la química de los elementos", afirma el investigador. 

En los años 50 se descubrió que los núcleos podrían tener comportamientos como gases si están asociados a los llamados números mágicos: 2, 8, 20, 28, 50. 

Estos corresponden a la cantidad de protones y neutrones que hay en los núcleos. "Cuando hay esa suma en los núcleos estos son altamente estables y es muy difícil de extraer un protón o un neutrón", afirmó Torres. 

Sin embargo, hay elementos que están en la mitad de dos números mágicos, como el caso del cromo que cuenta con 24 neutrones y 24 protones, por eso se le denomina cromo 48. 

"Ese cromo está exactamente en la mitad de un número mágico su núcleo en lugar de tener un comportamiento como gas, se comporta más como una gota líquida, con un poco de formación que rota y esa rotación lo convierte en un rotor cuántico perfecto", explica Torres. 

Para analizarlo se examina cómo se comporta el núcleo cuando se calienta y qué pasa en su proceso de enfriamiento. 

"Otra manera es observar cómo se comportan las corrientes de protones y de neutrones dentro del núcleo atómico es si al moverse forman corrientes que, por así decirlo, pueden ser pequeños imanes", agrega Torres. 

Lo que se quiere hacer en la Universidad de Sao Paulo es identificar cuán perfecto es ese rotor cuántico. "Después de calentar el núcleo en su proceso de enfriamiento va a emitir radiación gamma con determinada característica, y si logramos durante ese proceso colocarlo ante la influencia de un imán, esa radiación se va a distribuir de cierta forma que va a salir emitida con ciertos patrones que van a estar relacionados con el momento magnético", relató el científico de la U.N. 

Ese momento magnético varía entre 0 y alrededor de 1, para un rotor cuántico perfecto debe ser de 0.5, si el valor que se obtiene se sale de ese valor significa que ese rotor cuántico no es tan perfecto. 

Esta experiencia es liderada por el Grupo de Física Nuclear de la Universidad Nacional y los experimentos serán realizados en acelerador tipo tándem Peletrón de la Universidad de Sao Paulo, que según el profesor hay muy pocos en el mundo. Por su parte, investigadores de la Universidad de Rutgers aportarán la asesoría en cuanto a los problemas preliminares que pueden existir durante el inicio del experimento.   

"Gran parte de los esfuerzos se han dedicado al desarrollo de tecnologías nucleares y no a la búsqueda de la pregunta fundamental en física, ¿por qué los protones y los neutrones se mantienen unidos formando núcleos estables y radioactivos?", concluye el investigador. 

Consulte la versión en inglés en:
http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/ndetalle/article/international-alliance-to-discover-perfect-quantum-rotor.html