Dos conciencias

Hay descubrimientos científicos que, aunque suenen complejos o lejanos a nuestro día a día, pueden tener un impacto profundo tanto en nuestra comprensión del universo como en las tecnologías que usamos en la Tierra. Este es el caso del reciente experimento realizado por un equipo internacional liderado por la Universidad de Surrey, donde se logró por primera vez medir una reacción nuclear clave en la formación de elementos pesados del universo.

Desde wwwhatsnew.com creemos que este tipo de avances abren nuevas puertas, no solo para la astrofísica, sino también para el diseño de reactores nucleares más seguros y eficientes. Vamos a desmenuzar este hallazgo paso a paso, como si estuviéramos conversando con un buen amigo que quiere entenderlo todo, sin fórmulas ni tecnicismos innecesarios.

¿Qué es eso del “proceso r” y por qué importa?

Imagina el universo como una enorme cocina cósmica. Allí, los ingredientes básicos como el hidrógeno o el helio se combinan en diferentes “recetas” dentro de estrellas, supernovas y otros eventos extremos. Gracias a esas recetas nacen los elementos que conocemos: desde el oxígeno que respiramos hasta el oro de un anillo.

Uno de esos métodos de cocina es el proceso de captura rápida de neutrones, conocido como proceso r. Es el encargado de fabricar elementos más pesados que el hierro, algo que no se logra en reacciones nucleares comunes.

Ahora bien, dentro del proceso r hay varias “subrecetas”, y una de las menos comprendidas hasta ahora era el proceso r-débil. Aunque los científicos lo habían teorizado, nunca se había observado directamente en un laboratorio. Hasta ahora.

¿Qué lograron exactamente los científicos?

Por primera vez, un grupo de investigadores logró medir una reacción específica del proceso r-débil utilizando un haz de iones radiactivos, una técnica avanzada que permite simular lo que ocurre en los eventos cósmicos más violentos.

La reacción en cuestión es:
94Sr (α,n) 97Zr
¿Y esto qué significa? Básicamente, un átomo de estroncio-94 (radiactivo) capta una partícula alfa (que es como un pequeño núcleo de helio), expulsa un neutrón y se transforma en zirconio-97. Este tipo de reacción contribuye a la creación de elementos pesados en el cosmos.

El experimento se realizó en TRIUMF, el centro nacional de aceleradores de partículas de Canadá, y marcó un hito al ser la primera vez que se mide directamente esta reacción con condiciones reales. Ya no estamos hablando de suposiciones teóricas, sino de datos concretos y medibles.

¿Por qué no se había hecho antes?

El principal obstáculo era técnico. Para realizar el experimento se necesitaban dos cosas muy difíciles de manejar:

1. Un haz de estroncio-94, un isótopo radiactivo inestable.
2. Un objetivo de helio sólido, ya que el helio normalmente es un gas que se escapa de cualquier superficie.

Aquí es donde entra la verdadera genialidad: los investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (CSIC – Universidad de Sevilla) crearon un tipo de “trampa” para el helio. Lo encapsularon en películas de silicio ultra delgadas, formando burbujas microscópicas. Estas películas funcionaron como un blanco perfecto para bombardear con los iones radiactivos.

Como quien diseña una red para atrapar mariposas invisibles, este método permitió que los experimentos se realizaran con la precisión necesaria. Es también la primera vez que se usan nanomateriales con este propósito, lo cual abre nuevas puertas a futuras investigaciones.

¿Cómo afecta esto a la astrofísica?

En la observación de estrellas muy antiguas (las llamadas “fósiles estelares”), los astrónomos han detectado huellas químicas de elementos pesados que no cuadraban del todo con los modelos existentes. Gracias a esta nueva medición, ahora se podrá ajustar y validar esos modelos con datos reales.

Es como si hasta ahora tuviéramos una receta de cocina basada en conjeturas, y finalmente alguien nos diera los ingredientes exactos y las proporciones correctas.

Esto no solo permite entender mejor cómo se formaron los elementos del universo, sino también dónde y cuándo ocurrieron esos eventos cósmicos, como supernovas o fusiones de estrellas de neutrones.

¿Y qué tiene que ver esto con los reactores nucleares?

Aquí es donde el impacto baja del espacio al terreno. En mi opinión, esta es una de las conexiones más fascinantes: los mismos procesos que ocurren en el espacio también suceden, en cierta medida, dentro de los reactores nucleares.

Durante el funcionamiento de un reactor, se generan isótopos radiactivos que pueden comportarse de forma parecida a lo que ocurre en el proceso r. Tener datos precisos sobre cómo reaccionan estos núcleos permite:

• Predecir cuánto tiempo pueden durar ciertos componentes del reactor.
• Diseñar sistemas más seguros y eficientes.
• Reducir el riesgo de fallos o fugas.

Desde wwwhatsnew.com vemos con entusiasmo cómo avances en física nuclear pueden aportar a uno de los grandes desafíos tecnológicos de nuestro tiempo: el desarrollo de energía limpia y segura.

Un paso pequeño en el laboratorio, un salto gigante para la física

Este experimento, que podría pasar desapercibido fuera de los círculos científicos, representa un punto de inflexión para varios campos del conocimiento. La combinación de astrofísica, nanotecnología y física nuclear aplicada es un ejemplo claro de cómo la ciencia avanza cuando se conecta el conocimiento interdisciplinar.

Y lo mejor es que esto es solo el comienzo. El equipo investigador planea ahora integrar estos resultados en modelos más complejos que permitan seguir entendiendo cómo se construye el universo… y cómo podemos usar ese conocimiento en la Tierra.

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by Natalia Polo via WWWhat's new