El grosor de la ‘piel’ de neutrones del plomo se ha medido con precisión

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Algunos núcleos atómicos son de piel fina: están rodeados por una delgada capa de neutrones.

Los físicos ahora saben qué tan gruesa es esa piel de neutrones para un tipo particular de núcleo. La capa de plomo-208, una variedad de plomo con 126 neutrones además de sus 82 protones, tiene aproximadamente 0,28 billonésimas de milímetro de espesor, los investigadores informan en línea el 27 de abril en Cartas de revisión física.

El núcleo de Lead-208 es aproximadamente esférico, una bola de protones incrustada dentro de una bola de neutrones un poco más grande. La medición de la diferencia entre los tamaños de las esferas revela el grosor de la elegante piel de neutrones del plomo.

Medir el tamaño de la esfera de protones es relativamente sencillo: los físicos pueden disparar partículas cargadas eléctricamente al núcleo y estudiar cómo las partículas se dispersan lejos de los protones cargados positivamente. Pero debido a que los neutrones no tienen carga eléctrica, el volumen que encierran es más difícil de medir.

De modo que los investigadores del Experimento Lead Radius, o PREX-II, en Jefferson Lab en Newport News, Virginia, utilizaron una técnica especial. El equipo midió cómo los electrones se dispersaban de manera diferente desde el núcleo según su giro o momento angular. Debido a que los electrones interactúan con los neutrones a diferentes velocidades dependiendo de la dirección de su giro, el experimento reveló el ancho de la esfera de neutrones, lo que permitió a los investigadores calcular el grosor de la piel del neutrón.

La piel de neutrones era un poco más gruesa de lo que habían predicho los físicos. Ese es un resultado que «hace que todos se sienten y presten atención y comiencen a cuestionar las suposiciones», dice el físico y co-portavoz de PREX-II Krishna Kumar de la Universidad de Massachusetts Amherst.

Una medición futura probará la piel de otro núcleo, el calcio-48. Juntas, las mediciones podrían ayudar a los científicos a comprender mejor las teorías del núcleo atómico y otros reinos donde los neutrones están apiñados, como en las estrellas de neutrones, estrellas muertas extremadamente densas compuestas principalmente de neutrones (SN: 20/4/21).

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